廣西壯族自治區(qū)橫縣中學(xué)(530300) 陳郁政 夏小美

1 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)背景

《離子反應(yīng)》的教材內(nèi)容中講述了電解質(zhì)、電離等基本概念和基本原理,很多教師都會(huì)通過(guò)酸、堿、鹽水溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生獲得電解質(zhì)及其電離的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能。而對(duì)于熔融固體化合物的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),由于一般的實(shí)驗(yàn)條件很難通過(guò)加熱使化合物熔融,且實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)、成功率低,很多教師選擇不做該實(shí)驗(yàn),而是按照教材內(nèi)容照本宣科生硬地向?qū)W生植入熔融固體化合物導(dǎo)電的概念,不利于培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勤于探索的獨(dú)立思考能力。在初中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)知道酸、堿、鹽的水溶液能導(dǎo)電,但是由于缺乏化學(xué)鍵、晶體等內(nèi)容的相關(guān)概念和知識(shí),學(xué)生所建立起的物質(zhì)溶解的概念是模糊的、不科學(xué)的,因此對(duì)電離概念的建立也會(huì)有所阻礙。與此同時(shí),剛剛進(jìn)入高中的學(xué)生,對(duì)導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)更多的是感性認(rèn)識(shí),所以熔融固體化合物的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)是有必要做的?；瘜W(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),其基本原理都是從實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得來(lái)的,也必然能為實(shí)驗(yàn)所證明。于是,筆者設(shè)計(jì)了固體化合物熔融導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)裝置,給教師演示實(shí)驗(yàn)或者學(xué)生動(dòng)手驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)帶來(lái)幫助。

2 裝置的組裝

2.1 所需材料

外徑為5 mm的石英玻璃管、細(xì)鐵線、強(qiáng)力磁鐵、結(jié)構(gòu)膠、銼刀以及氯化鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉等固體化合物。

2.2 裝置組裝方法

用銼刀截取長(zhǎng)約2 cm的石英玻璃管,往玻璃管中填充熔融導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)用的固體化合物。然后截取2段長(zhǎng)3 cm的細(xì)鐵線,分別從兩端緊貼內(nèi)壁插入填充有化合物的石英玻璃管中,用強(qiáng)力磁鐵吸引固定,調(diào)整玻璃管中細(xì)鐵線的位置使其靠近但不接觸。最后用結(jié)構(gòu)膠對(duì)玻璃管兩端進(jìn)行封裝,此時(shí)應(yīng)注意在兩端留一個(gè)小排氣孔,以防裝置受熱內(nèi)部壓強(qiáng)過(guò)大導(dǎo)致破裂。待結(jié)構(gòu)膠固化之后便可移去強(qiáng)力磁鐵,完成組裝。組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

3 裝置的使用

在進(jìn)行固體化合物熔融導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)前,首先將檢測(cè)導(dǎo)電的儀器(比如電流表、燈泡等)與裝置兩端電極連接。然后使用普通的防風(fēng)打火機(jī),將其火焰調(diào)至中等強(qiáng)度,對(duì)著裝置中兩電極靠近的部位進(jìn)行加熱,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。根據(jù)筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),一般加熱10～20 s后,固體化合物便會(huì)熔融,完成導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。

4 裝置的用途及特點(diǎn)

固體化合物熔融導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)裝置體積小巧,易組裝,安全性高且實(shí)驗(yàn)操作方便。由于裝置內(nèi)的固體化合物用量少,且裝置近乎封閉,使其內(nèi)部受熱集中升溫快,固體化合物能在短時(shí)間內(nèi)熔融達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。該裝置適用范圍廣,除了可以實(shí)現(xiàn)教材中氯化鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉的熔融導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)外,還能進(jìn)行其他熔點(diǎn)不是非常高的固體化合物熔融導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),能夠?yàn)榻處煹膶?shí)驗(yàn)教學(xué)提供幫助。