高波

摘 要：利用用數(shù)字設備探究過氧化鈉與水反應的歷程。通過pH傳感器、氧氣傳感器，將過氧化鈉與水反應生成產(chǎn)物的情況形成圖像直觀地體現(xiàn)反應過程中物質的濃度變化情況，同時體驗數(shù)字設備在化學實驗中的優(yōu)點。

關鍵詞：過氧化鈉;水;數(shù)字采集器器;pH傳感器;氧氣傳感器

1.數(shù)字化實驗設備的優(yōu)點

數(shù)字化實驗系統(tǒng)，是由“計算機+軟件+傳感器+數(shù)據(jù)采集器+傳統(tǒng)實驗器材”構成的新型實驗系統(tǒng)，能夠將化學實驗過程中一些微觀事物、現(xiàn)象通過數(shù)據(jù)圖像等直觀形式表現(xiàn)，激發(fā)學生學習興趣，可以拓寬探究學習的覆蓋面，使化學探究活動的層面更深更廣。筆者通過數(shù)字化設備探究Na2O2與H2O反應的歷程。

2.利用數(shù)字化實驗設備探究Na2O2與H2O反應的歷程

2.1教材中的實驗

關于人教版高中化學教材[1]上的反應裝置、步驟等。筆者認為：該裝置簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯。但由于試管敞口放置，生成的氧氣擴散較快，帶火星的木條不容易復燃，最重要的是教材中并未對酚酞溶液滴入后“先變紅后褪色”現(xiàn)象有任何闡述或解釋。

2.2利用數(shù)字設備探究反應的本質

筆者結合數(shù)字化設備，對過氧化鈉與水的反應歷程進行探究。

2.2.1實驗儀器和藥品

電腦（附軟件），數(shù)字采集器，pH傳感器，氧氣濃度傳感器，鐵架臺，燒杯，圓底燒瓶，藥匙，過氧化鈉，二氧化錳，水

2.2.2實驗步驟

（1）測量反應過程溶液pH的變化

組裝儀器：數(shù)字采集器連接電腦和pH傳感器，將pH傳感器插入盛有少量水的燒杯中。

采集pH數(shù)據(jù)：向盛有水的燒杯中加入少量過氧化鈉粉末，觀察pH變化如表1所示。

（2）測量反應過程中氧氣濃度變化

組裝儀器：電腦連接數(shù)字采集器和氧氣濃度傳感器，將氧氣濃度傳感器插入盛有少量過氧化鈉粉末的干燥圓底燒瓶中。

采集氧氣濃度變化：向圓底燒瓶中加入少量水，觀察氧氣濃度變化，待氧氣濃度幾乎不變時，取出氧氣傳感器，再向圓底燒瓶中加入少量二氧化錳粉末，觀察氧氣濃度變化如表2所示。

2.2.3實驗現(xiàn)象

pH變化：未加Na2O2水的pH為7.17，加入Na2O2后溶液pH升至11.45。

氧氣百分含量變化：加水之前圓底燒瓶中氧氣濃度為20.9%，加入水以后產(chǎn)生氣泡，氧氣濃度上升至27.2%，取出氧氣傳感器氧氣濃度下降至21.2%。加入二氧化錳后，溶液中又產(chǎn)生大量氣泡，氧氣濃度持續(xù)上升（大于40%）

2.2.4實驗結論

過氧化鈉與水反應產(chǎn)生氫氧化鈉和氧氣，中間產(chǎn)物為過氧化氫。

總結

數(shù)字化實驗應用在高中化學教學上，是課堂教學、實驗教學與現(xiàn)代教育技術的深度融合。以數(shù)字化實驗為基礎，可以拓寬探究學習的覆蓋面，使化學探究活動的層面更深更廣，并且更容易得到有價值的信息。例如：利用數(shù)字化實驗探究分子間作用力與氫鍵[2]，探究溫度改變對鐵鹽水解程度的影響[3]等。一線教師和學生都應該積極的思考與行動，爭取使數(shù)字化實驗技術在高中化學教學中發(fā)揮更大的功能和作用。

參考文獻

[1]化學課程教材研究開發(fā)中心，宋心琦，等.化學1.3版.北京：人民教育出版社，2007：55-56

[2]徐惠.以數(shù)字化探究實驗引領“分子間作用力”教學[J].化學教育（中英文），2017，38（15）：20-23

[3]陳琛.數(shù)字化手持技術實驗在高中化學課堂教學中的應用研究[J].化學教育（中英文），2015（1）：29-33