耿雁冰

[摘要]在分析氧氣的性質(zhì)和制取實驗的地位、作用、教材缺陷及教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一套多用途的氣體性質(zhì)實驗儀器，提高實驗效率、

[關(guān)鍵詞]多用途;儀器;氣體性質(zhì)實驗

[中圖分類號] G633.8

[文獻標(biāo)識碼] A

[文章編號] 1674-6058（2020）14-0075-02

化學(xué)實驗是進行科學(xué)探究的重要方式，學(xué)生具備基本的化學(xué)實驗技能是學(xué)習(xí)化學(xué)和進行探究活動的基礎(chǔ)和保證[1]。教師積極探索課本實驗的改進與創(chuàng)新，可為學(xué)生提供多種形式的實驗體驗，讓學(xué)生手腦并用，樂于探究，勤于反思，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、裝置設(shè)計的緣起

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定，“氧氣的制取和性質(zhì)”實驗為學(xué)生必須完成的8個基礎(chǔ)實驗之一。該實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的重要性不言而喻。然而，在長期的教學(xué)實踐中我們發(fā)現(xiàn)：

（1）在平常的教學(xué)中，課前教師必須先制取多瓶氧氣以備用，而課間僅有10分鐘的準(zhǔn)備時間，這給多課連排的教師帶來極大的不便;如果提前收集好氧氣，在從實驗室向教室運輸?shù)耐局?，也容易造成氧氣逸散，使氧氣濃度下降，?dǎo)致演示實驗失敗。

（2）在氧氣的性質(zhì)實驗中，學(xué)生初步接觸到了對比思想。木炭、硫、鐵絲在空氣中燃燒與在氧氣中燃燒的現(xiàn)象是不同的。但是一個是在敞開的空氣中，一個是在收集滿氧氣的集氣瓶中，而教材中直接告知現(xiàn)象的不同是因為“空氣中氧氣含量較少”，這一表達不夠嚴(yán)謹(jǐn)。因為從總量來說，空氣中氧氣的量肯定更多，這里的表述應(yīng)該強度濃度的大小而非量的少。如何讓學(xué)生理解氧氣濃度這一因素對燃燒的影響，需要進行比較規(guī)范的條件控制。

基于以上考慮，我們設(shè)計了一套裝置，該裝置由三個可自行組裝的氣體收集容器組成。如圖1所示，細(xì)玻璃管為氧氣通道，連接氧氣發(fā)生裝置或者直接連接氧氣氣囊。管上連接著三個標(biāo)準(zhǔn)磨口耐高溫的石英玻璃管底座，三個標(biāo)準(zhǔn)磨口的玻璃管可與之套接;氣體的進入由活塞控制;底座中間有玻璃導(dǎo)管伸出與磨口齊平，便于在底座中盛放液體;為保證儀器在使用過程中安全、穩(wěn)固，可以將其固定在木架子上。

二、實驗步驟及現(xiàn)象

1.氧氣性質(zhì)實驗

實驗時，將玻璃管套接到底座上，打開底座活塞，氧氣進入玻璃管內(nèi)，驗滿之后，可以進行氧氣的性質(zhì)實驗。

（l）在進行木炭的燃燒實驗時，先在底座中加澄清石灰水;然后將玻璃管套接到底座上，打開活塞，驗滿之后進行木炭在氧氣中燃燒的實驗。片刻后可見底座中的澄清石灰水明顯變渾濁。

（2）在進行硫燃燒的實驗時，分別用兩個玻璃管套接到底座上，一個不打開活塞，里面是空氣，另外一個打開活塞，收集氧氣，待驗滿之后關(guān)閉底座活塞。在固定于磨口塞上的燃燒匙內(nèi)裝適量硫粉，在酒精燈上點燃后分別伸入兩個玻璃管中，現(xiàn)象對比十分明顯。由于兩個玻璃管中的氣體體積是一樣的，學(xué)生很容易得出硫在空氣中與氧氣中燃燒現(xiàn)象不同的原因在于氧氣濃度的不同，此實驗也較好地減少了二氧化硫的散逸。

（3）在進行鐵絲燃燒實驗時，先在底座加水，然后將玻璃管套接到底座上，打開活塞，驗滿。將鐵絲繞在火柴梗上引燃之后，緩慢伸入玻璃管中，由于氧氣源源不斷地進入玻璃管中，鐵絲燃燒十分劇烈，火星四射，持續(xù)時間長，玻璃管內(nèi)壁上清晰可見濺出的黑色固體。實驗結(jié)束后，將玻璃管拆下用酸清洗。

2.二氧化碳性質(zhì)實驗

只要稍加變化，該裝置還能進行二氧化碳的性質(zhì)實驗。（如圖2）

（l）將導(dǎo)管連接一根彎管至底座中，讓二氧化碳?xì)怏w直接通過底座內(nèi)的澄清石灰水中，可進行二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)的實驗。

（2）細(xì)玻璃導(dǎo)管稍微加長，處在階梯蠟燭的中間?？梢宰龆趸枷珉A梯蠟燭的實驗，實驗時只需控制二氧化碳進入玻璃管的速度不宜過快即可，效果十分明顯。

（3）做二氧化碳與水反應(yīng)的性質(zhì)實驗。教師演示向紫色石蕊試紙噴醋酸，試紙變紅，說明酸能使石蕊變色;將干燥的石蕊試紙放人玻璃管中，打開活塞，通入二氧化碳，試紙不變色，說明干燥的二氧化碳不能使石蕊變色;然后將干燥石蕊試紙噴水之后放入玻璃管中，不變色，說明水不能使石蕊變色;打開活塞，二氧化碳進入玻璃管，濕潤的紫色石蕊試紙變色。完整地演繹了二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸的探究過程。

三、裝置優(yōu)點

（l）這套裝置可拆卸、易清洗。底座中一般加水，倒掉即可;澄清石灰水變渾濁后，酸洗即可，總體來說方便操作。

（2）由于本裝置的三個玻璃管規(guī)格相同，在做對比實驗時，易于得出科學(xué)結(jié)論。

（3）本裝置易組裝，使用時體現(xiàn)出科學(xué)、簡潔、綠色、高效的特點。

（4）可以推廣用于二氧化硫、氯氣的相關(guān)性質(zhì)實驗，實現(xiàn)一套裝置多種用途。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部，義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[s].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

（責(zé)任編輯 羅艷）