趙彥青
(山東省濱州市濱城區(qū)濱北街道辦事處北城英才學校,山東 濱州)
水的電解實驗是現行中學化學課本中一個重要的啟蒙實驗。通過水的電解實驗及對實驗現象的觀察、分析和討論,說明水是由氫、氧兩種元素組成的。做好該實驗,有利于培養(yǎng)學生學習化學的興趣,有利于學生認識構成物質的微粒(原子、分子)之間的關系,有利于學生理解化學反應的實質和質量守恒定律,因此,做好此實驗就顯得十分重要了。而實驗室電解水的常用裝置是“霍夫曼電解器”,用它電解水所得的氫氣和氧氣的體積比為2∶1,用以證明水的組成是較理想的。筆者調查得知,各地區(qū)的實驗器材配備不盡相同,但氣體的收集及驗證操作方式幾乎相同。如下圖的三種水電解器,電解時間長,產生的氣體少,而且都需要用手指將玻璃球水平向一側擠壓,氣體排出的同時進行檢驗。對于剛剛接觸化學、剛剛學會幾個基本實驗操作的學生來說,這一操作很難完美配合,往往還沒來得及檢驗,氣體已經逸出,實驗失敗。由于時間關系,教師不可能讓學生重復實驗,致使很多實驗失敗的學生懊惱不已。
基于以上裝置的缺點,筆者結合自身教學經驗,在學?;瘜W組老師們的幫助下,將原有實驗器材進行改進,以保證學生簡便收集氣體,安全簡便地進行檢驗,以充分體現新課標的要求?,F介紹其裝配及使用的改進方法。
改進方法:
1.配制電解液:配制10%的氫氧化鈉溶液或1∶4的稀硫酸。
2.選擇合適電源:經測定,用12 V至24 V電壓,20至30秒即可產生20 mL氫氣,且體積比剛好為2∶1。利用廢舊電車的一節(jié)鋰電池,電解速度比學生電源快得多。
3.取下玻璃管兩端的橡膠導管及玻璃尖嘴,分別安裝上乳膠頭。
使用方法:
閉合電路,當產生氣體較快的試管液面到達10 mL時即斷開電路,用注射器針頭插入膠頭內吸取氣體進行檢驗,盡可能多地抽取氣體,盡量不要把水吸入針筒。
負極氣體的檢驗:將抽取氣體后的針頭直接放在酒精燈火焰上,緩慢推動注射器活塞,當針頭出現火焰時立即離開酒精燈繼續(xù)推動注射器活塞觀察現象。這時,淡藍色的火焰清晰可見,在火焰的上方罩上干燥冷的燒杯,燒杯內壁出現水霧。
正極產生氣體檢驗:將抽取氣體后的針頭朝上,把帶火星的木條放在針頭正上方,緩慢推動注射器活塞,觀察到帶火星的木條復燃。
實驗效果:改進后實驗效果明顯,氣體收集、檢驗都很方便,結果都非常準確,實驗很安全,實驗成功率極大。這樣既提高了學生的學習興趣,又培養(yǎng)了學生的實驗技能和創(chuàng)新能力。
化學實驗是化學的基礎。初中化學老師帶領學生進行化學實驗課程教育,既可以提高學生深刻領會化學知識的能力,又可以強化學生的邏輯思考能力。為了達到這個目的,初中化學老師不能局限于化學課堂,要努力改進化學實驗,力爭做到實驗時間短,操作簡便,現象明顯,讓化學課堂錦上添花。