佟艷秀

[摘? ?要]中學(xué)化學(xué)教材中的演示實(shí)驗(yàn)多為裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)，但大多沒有考慮到藥品節(jié)約及尾氣處理等問題。通過實(shí)踐研究，對(duì)幾個(gè)與銅有關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，解決了濃硫酸與銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中的尾氣處理問題;使銅鋅原電池中的負(fù)極不再產(chǎn)生干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的氣泡;讓乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)在封閉的環(huán)境中進(jìn)行，避免了讓師生吸入有毒的乙醛。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)改進(jìn);綠色化學(xué);綜合實(shí)驗(yàn)

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）05-0078-01

中學(xué)化學(xué)教材中的演示實(shí)驗(yàn)多為裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)，但大多沒有考慮到藥品節(jié)約及尾氣處理等問題。銅作為中學(xué)化學(xué)中的一種常見金屬單質(zhì)，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中扮演著重要的角色，無論在高中化學(xué)必修1還是必修2的教材中都多次出現(xiàn)。筆者經(jīng)過認(rèn)真總結(jié)、對(duì)比、分析發(fā)現(xiàn)，與銅有關(guān)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)或多或少存在一些不足，現(xiàn)針對(duì)這些不足進(jìn)行如下改進(jìn)。

一、濃硫酸與銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

濃硫酸與銅反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教材中用以解釋說明濃硫酸具有強(qiáng)氧化性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。人教版高中化學(xué)必修1第四章第四節(jié)實(shí)驗(yàn)4-9的描述是：在一個(gè)帶有導(dǎo)管的膠塞側(cè)面挖一個(gè)凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。在試管里加入2 mL濃硫酸，蓋好膠塞，使銅絲與濃硫酸接觸，加熱。把放出的氣體通入品紅溶液或紫色石蕊溶液中。觀察現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)，冷卻后，把試管里的液體慢慢倒入盛有少量水的另一支試管里，觀察溶液的顏色。

本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)存在如下缺陷：1.在膠塞側(cè)面挖凹槽不容易操作，凹槽大小不易把握，且從側(cè)面不容易拉動(dòng)銅絲;2.產(chǎn)生的二氧化硫氣體沒有進(jìn)行尾氣處理;3.容易發(fā)生倒吸;4.冷卻后，還要把試管里的液體慢慢倒入盛有少量水的另一支試管里，操作煩瑣，而且會(huì)有少量二氧化硫逸出，不符合綠色化學(xué)理念。

針對(duì)這些問題，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.按照裝置圖（如圖1）連接好儀器，并檢查氣密性;2.點(diǎn)燃酒精燈，開始實(shí)驗(yàn);3.向上拉銅絲，終止反應(yīng)，熄滅酒精燈;4.冷卻后，用盛有少量水的注射器吸收試管A中的少量溶液，慢慢倒立混合后觀察溶液顏色。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：1.能夠進(jìn)行尾氣處理且不會(huì)引起倒吸;2.膠塞易挖孔，密封性好，也更便于銅絲的拉動(dòng);3.不必拆裝置就能觀察到硫酸銅溶液的顏色——藍(lán)色。

二、銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)

銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)是中學(xué)電化學(xué)內(nèi)容的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生學(xué)習(xí)、理解、掌握電化學(xué)的重要基礎(chǔ)知識(shí)。人教版高中化學(xué)必修2第二章第二節(jié)實(shí)驗(yàn)2-4的描述是：將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表），平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。

本實(shí)驗(yàn)存在一個(gè)明顯的缺陷，即在原電池的負(fù)極——鋅片上總會(huì)有氣泡產(chǎn)生。這對(duì)學(xué)生正確理解原電池中正負(fù)極的現(xiàn)象及判斷產(chǎn)生極大的干擾。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是鋅片不純。

要解決這個(gè)問題，只需將本實(shí)驗(yàn)稍作改進(jìn)即可。具體步驟如下：1.用U形管代替燒杯;2.在鋅片表面涂一層薄薄的凡士林用于隔絕鋅與稀硫酸的接觸。如此改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)可以明顯地看到連接電流表以后，銅片上冒氣泡而鋅片上沒有氣泡，學(xué)生可以直觀地感受到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是在兩個(gè)電極上分別進(jìn)行的。

三、乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)

乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)是乙醇學(xué)習(xí)的一個(gè)重要內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生掌握醇的催化氧化規(guī)律以及認(rèn)識(shí)和理解醇的還原性有著重要作用。人教版高中化學(xué)必修2第三章第三節(jié)實(shí)驗(yàn)3-3的描述是：向一支試管中加入3～5 mL乙醇，取一根10～15 cm長(zhǎng)的銅絲，下端繞成螺旋狀，在酒精燈上灼燒至紅熱，插入乙醇中，反復(fù)幾次。注意觀察反應(yīng)現(xiàn)象，小心聞試管中的液體產(chǎn)生的氣味。

教材實(shí)驗(yàn)存在如下欠缺：1. 實(shí)驗(yàn)的可觀察性不強(qiáng)，現(xiàn)象不夠明顯;2. 采用聞氣味的方式不可靠，且乙醛有毒，會(huì)引起實(shí)驗(yàn)師生的不適，不符合綠色化學(xué)理念;3. 沒有檢驗(yàn)副產(chǎn)物——水。

針對(duì)以上問題，筆者的改進(jìn)裝置如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.按照裝置圖連接好儀器，并檢查氣密性;2.點(diǎn)燃酒精燈，開始實(shí)驗(yàn)，當(dāng)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的銅絲由紅變黑又變紅時(shí)，輕輕推動(dòng)注射器，看到銅絲又變黑;3.反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，直到將注射器內(nèi)的空氣推盡，熄滅酒精燈，終止反應(yīng);4.將裝有新制氫氧化銅懸濁液的試管放在酒精燈上加熱，觀察現(xiàn)象。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：1.裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯，并可以檢測(cè)出副產(chǎn)物是水;2.整套裝置在密閉環(huán)境中進(jìn)行，安全無毒;3.對(duì)乙醛的檢驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可靠性強(qiáng)。

（責(zé)任編輯? ? 羅? ? 艷）