錢江霞 李學(xué)強

摘要：化學(xué)實驗的微型化成為化學(xué)實驗改革的大亮點，針對教材中的典型實驗進行“微型化”設(shè)計，并作了有益探索和嘗試。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；微型化學(xué)；應(yīng)用

一、探究微觀粒子的特性

世界萬物都是由極其微小的粒子構(gòu)成的，構(gòu)成物質(zhì)的這些微觀粒子不是靜止不動的，總在不斷運動。為了探究分子具有不斷運動的特性，初中化學(xué)教材的實驗裝置探究氨分子具有不斷運動的特性，但由于濃氨水具有揮發(fā)性，該裝置密封性差，氨氣逸出到空氣中，大家聞到了刺激性的氨味，造成了對環(huán)境的污染。為此，我們對教材實驗裝置進行了重新設(shè)計，利用實驗裝置重新進行實驗：固體氫氧化鈉吸收濃氨水中的水分，放出熱量，加快氨分子的運動速率，支管口連接氣球，整個體系處于密封狀態(tài)，不僅再聞不到刺激性的氨味，而且很快觀察到濕潤的酚酞濾紙條變紅等實驗現(xiàn)象，由此得出分子不斷運動的結(jié)論。改進后的實驗裝置濃氨水用量大大減少且在密封體系中進行，既做到了現(xiàn)象明顯、可視性強，又避免了對環(huán)境的污染，體現(xiàn)了實驗過程的綠色化、實驗裝置的微型化、實驗藥品的節(jié)約化、實驗現(xiàn)象的直觀化、實驗改進的高效化。如果沒有現(xiàn)成的管壁有口的試管，我們也可以用U型管對實驗進行改進，改進后的裝置如圖所示，能夠得到相同的實驗效果。

二、改進氣體發(fā)生裝置

初中化學(xué)教材中分別介紹了氧氣、氫氣、二氧 化碳三種氣體的實驗室制法，氧氣的制備選用二氧化錳和過氧化氫。上述實驗中的氣體發(fā)生裝置，不能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，當(dāng)收集到所需氣體之后，反應(yīng)仍在進行，容易造成藥品的不必要浪費。為此我們用注射器代替長頸漏斗，通過注射器向廣口瓶內(nèi)添加液體藥品，實現(xiàn)化學(xué)實驗的微型化，改進后的裝置在注射器內(nèi)盛有液體反應(yīng)物（如稀鹽酸、稀硫酸、過氧化氫溶液等），廣口瓶底部放有固體反應(yīng)物 （如石灰石、鋅粒、二氧化錳等，通過注射器向瓶內(nèi)注射液體，隨著液體與固體的接觸，它們之間的化學(xué)反應(yīng)不斷進行，我們就會得到需要的氣體。

使用改進后的實驗發(fā)生裝置，通過推拉注射器，能隨時控制反應(yīng)的進行，根據(jù)需要收集氣體，減少實驗藥品的用量，避免了藥品的不必要浪費，培養(yǎng)了學(xué)生的“節(jié)約”意識。

三、 進行綜合實驗

初中化學(xué)教材氣體的制備與性質(zhì)實驗一般是分開的，即先制備氣體，再利用制備的氣體進行實驗，這樣的設(shè)計方案缺乏連貫性和綜合性，實驗操作不方便、氣體的利用率較低，在環(huán)保、節(jié)能等方面也同樣會產(chǎn)生一些弊端。若將氣體的制備與性質(zhì)實驗融為一體同時進行，既節(jié)約藥品，又方便操作，還避免對環(huán)境的污染。

二氧化碳?xì)怏w的制備及性質(zhì)實驗我們可用微型化實驗裝置對教材中的實驗進行改進。實驗前確保該裝置的氣密性良好，通過擠壓膠頭，滴入稀鹽酸。石灰石便與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，1處的紫色石蕊試液變紅色、2處的澄清石灰水變渾濁，驗證了二氧化碳能與水反應(yīng)、二氧化 碳能與石灰水反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)，用燃著的木條放在微型集氣瓶口，木條火焰熄滅，說明二氧化碳已收集滿。該裝置集二氧化碳的制備、收集、驗滿、性質(zhì)實驗于一體，實驗裝置簡單、便于操作，實驗藥品用量少、實驗現(xiàn)象明顯，能控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。

四、增補教材實驗

初中化學(xué)課本在介紹一些理論知識時，并沒安排具體的演示實驗，如學(xué)習(xí)二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)時，教材只是進行了簡單的事實陳述，并沒有設(shè)計具體的實驗方案。此時教師可以設(shè)計實驗裝置，彌補教材的不足。將注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中，可以看到瓶內(nèi)氣球變大，這是因為瓶內(nèi)氣體減少，壓強變小，在大氣壓的作用下，瓶內(nèi)氣球鼓起來；此時向外拉注射器3，注射器中的澄清石灰水不變渾濁， 說明瓶內(nèi)的CO2氣體已被氫氧化鈉溶液吸收完全， 將注射器2中的溶液推入瓶內(nèi)，看到瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，氣球變癟，向外拉注射器3，注射器內(nèi)的澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生了二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)有新物質(zhì)產(chǎn)生。

該實驗通過驗證反應(yīng)物是否減少（或是否存在和從是否有新物質(zhì)產(chǎn)生來探究CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。利用驗證有新物質(zhì)生成來探究物質(zhì)之間能夠發(fā)生反應(yīng)的思路，也可以驗證二氧化碳的其他性質(zhì)。二氧化碳密度比空氣大，且與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸，二氧化碳與水反應(yīng)沒有明顯的實驗現(xiàn)象，為此，我們設(shè)計實驗裝置，驗證二氧化碳的密度比空氣大、二氧化碳能與水反應(yīng)等性質(zhì)。將Y形導(dǎo)管平放于桌面，濕潤的紫色石蕊試紙變紅色，干燥的紫色石蕊試紙無明顯變化，說明二氧化碳與水能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；把Y形導(dǎo)管固定在鐵架臺上，a管位于上方，b管位于下方，緩緩?fù)ㄈ攵趸細(xì)怏w，觀察到兩濕潤的石蕊試紙均變紅色， 但b管中試紙變色比a管明顯變快，從而證實二氧化碳的密度比空氣大，主要從b管中通過。上述實驗設(shè)計將二氧化碳的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)融為一體，對教材中的實驗進行了優(yōu)化設(shè)計， 化抽象為直觀，增進了學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的實證意識。

微型實驗具有簡化裝置、節(jié)約試劑、減少污染、節(jié)省空間、降低成本、縮短時間等特點，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮著極其重要的作用，已經(jīng)成為化學(xué)實驗改革的一道亮麗風(fēng)景。

參考文獻：

[1]盧巍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)（八年級全一冊）教師教學(xué)用書.濟南.山東教育出版社，007.

[2]薛金星.2013年全國各省市中考試題全解（化學(xué)）.北京：北京教育出版社.

作者簡介：

錢江霞，女，漢族，寧夏固原人，就職于寧夏固原市原州區(qū)張易中學(xué)，寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院在職研究生，研究方向：化學(xué)學(xué)科教育；

李學(xué)強，男，漢族，寧夏銀川人，寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，教授，研究生導(dǎo)師。