陳勁

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，化學實驗是化學教學過程中培養(yǎng)學生能力、發(fā)展學生智力的一種重要手段。套管實驗是一種更好的實驗創(chuàng)新，它綜合地體現(xiàn)了當前化學實驗創(chuàng)新的發(fā)展需要，可有效地提高實驗教學效率。

所謂套管實驗，是將一種較小的玻璃儀器套裝入另一種較大的玻璃儀器中，經(jīng)組裝來完成原來需要兩個或更多個普通玻璃儀器才能進行的實驗。套管實驗是近年出現(xiàn)的一種實驗創(chuàng)新，應(yīng)用套管原理可以改進和創(chuàng)新一批原舊的實驗，我們主要研究和改進了以下兩類實驗。

一、固體加熱的對照性實驗

1.碳酸鈉和碳酸氫鈉穩(wěn)定性比較

新教材化學必修一課本第三章[科學探究]：把少量Na₂CO₃粉末放在大試管里，往小試管里例入澄清的石灰水，然后加熱，觀察澄清石灰水是否起變化。換上一支放入同樣體積的NaHCO₃粉末的大試管，加熱，觀察澄清石灰水的變化。

現(xiàn)改用套管進行實驗：在大試管里放入Na₂CO₃粉末，小試管里放入NaHCO₃粉末，并在小試管中部塞入沾有無水硫酸銅粉末的棉花團。加熱，觀察澄清石灰水和硫酸銅粉末的顏色變化。

通過觀察實驗可以得出結(jié)論：Na₂CO₃穩(wěn)定性高，受熱不易分解;而NaHCO₃不穩(wěn)定，受熱容易分解出CO₂和H₂O。原實驗對比套管實驗，儀器看似簡單，但需要兩套，加熱完一支試管后再加熱第二支，實驗時間長，前后現(xiàn)象對照性差。用套管改進實驗后，現(xiàn)象對照非常明顯，實驗時間大為節(jié)約。

2.二氧化錳催化作用的驗證

在九年級化學課本《氧氣的制法》一節(jié)，二氧化錳的催化作用通過過氧化氫的催化分解實驗進行，也可以通過加熱氯酸鉀分解的方法進行，舊的實驗方法如下：

（1）把少量氯酸鉀放在試管里加熱幾分鐘，可以看到，氯酸鉀熔化后，才開始緩慢地放出氣泡，這時用帶火星的木條插入管口，觀察木條是否著火。

（2）把少量二氧化錳放在試管里加熱，用帶火星的木條插入管口，觀察木條是否著火。

（3）把少量氯酸鉀放在試管里稍稍加熱片刻，即用帶火星的木條插入管口，木條不著火。把試管移離火焰，迅速撒入少量二氧化錳，再用帶火星的木條插入管口，觀察木條是否著火。

在舊的實驗方法中，需做三次實驗，操作三次才能得出結(jié)論。現(xiàn)在，根據(jù)套管實驗原理， 加入相應(yīng)試劑，加熱，一次實驗即可看到現(xiàn)象：加了MnO₂的試管產(chǎn)生氣泡很快，相同時間內(nèi)時得到的氣體更多。從而得出結(jié)論：MnO₂能使氯酸鉀更快分解，MnO₂對KClO₃具有催化作用。

二、氣體的制取與性質(zhì)實驗

在九年級化學中，氧氣的制取和性質(zhì)知識點非常重要。為綜合地體現(xiàn)這些知識，我們設(shè)計了套管實驗。在大試管中裝入氯酸鉀和二氧化錳（質(zhì)量比約1∶1），向小試管中注入少量澄清石灰水。加熱大試管，并用帶火星的木條伸入小試管檢驗氧氣的生成。將紅熱的木炭伸入套管側(cè)孔邊，可以看到紅熱的木炭劇烈燃燒，當木炭繼續(xù)伸入到側(cè)孔下邊時，木炭熄火，重復操作數(shù)次。取出木炭，拿出小試管小心振蕩，可看到有白色沉淀生成。實驗證明，氧氣能支持燃燒，木炭與氧氣反應(yīng)生成物是二氧化碳，二氧化碳不能支持燃燒。對照原課本實驗，本實驗將原課本中的幾個分實驗綜合起來，加強了知識的關(guān)聯(lián)性，實驗的思考和探究內(nèi)涵較大，且操作簡單，現(xiàn)象明顯，節(jié)約時間。

在以上實驗中，可以看到套管實驗綜合地體現(xiàn)了當前化學實驗創(chuàng)新的生機和活力，它具有許多優(yōu)點。它帶有微型實驗的性質(zhì)，如儀器簡單，操作方便，實驗安全，藥品用量少，污染物少，基本不造成環(huán)境污染等;也帶有簡約性實驗性質(zhì)，如反應(yīng)易于控制，可連續(xù)多次進行等;套管實驗的出現(xiàn)還增強了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的實驗創(chuàng)新思維能力。

責任編輯 龍建剛