改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)裝備在化學(xué)教學(xué)中的重要性

◆周龍娣

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察力、創(chuàng)造力的最有效的方法之一，足以見得化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的重要性。而要保證實(shí)驗(yàn)的順利開展，無疑離不開實(shí)驗(yàn)裝備的支持。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，就化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備改進(jìn)在化學(xué)教學(xué)中的重要性談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)。

【案例一】Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)

Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)是高中階段必做的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)是由FeCl2溶液與FeSO4溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2，再由于空氣中的氧氣使其變質(zhì)生成Fe(OH)3，沉淀顏色也由白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。通過此實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以切身體會(huì)到Fe(OH)2易被氧化的性質(zhì)；顏色的變化過程，也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。但由于Fe(OH)2被氧化很迅速，白色停留時(shí)間過短，甚至還沒看清楚Fe(OH)2的白色，顏色就已經(jīng)變?yōu)榛揖G色，實(shí)驗(yàn)需要有所改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的關(guān)鍵，是排除反應(yīng)體系中的空氣（或氧氣）。

通常的改進(jìn)方法：1）加熱FeCl2溶液，降低溶液中氧氣的溶解度；2）向排除氧氣的溶液中加入苯液封住FeCl2溶液，防止氧氣再次進(jìn)入；3）將盛有NaOH溶液的滴管插入FeCl2溶液液面底下，再滴加NaOH溶液。這樣就可以使制得Fe(OH)2較長(zhǎng)時(shí)間不被氧化。

為了既使白色保持較長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)又變色明顯，也可采用圖1所示裝置，按以下步驟進(jìn)行操作，可得較好的效果。

第一步，先打開彈簧夾K一會(huì)兒，讓試管A中產(chǎn)生的氫氣把試管A、B中的空氣排除掉。

圖1

第二步，關(guān)閉彈簧夾K，試管A中繼續(xù)產(chǎn)生的氫氣把試管A中液體壓入試管B中，即可觀察到有白色絮狀的沉淀產(chǎn)生（可以保持較長(zhǎng)一段時(shí)間，足以說明得到白色絮狀的沉淀物即為氫氧化亞鐵）。

第三步，再打開彈簧夾K，一會(huì)兒后，可以發(fā)現(xiàn)試管B中白色絮狀的沉淀物馬上轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，甚至在離試管口近處看到紅褐色的氫氧化鐵。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生對(duì)于Fe(OH)2性質(zhì)有深刻的理解，同時(shí)對(duì)于實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)需要考慮的問題也有了深刻的理解，這是光靠教師嘴巴講解無法達(dá)到的效果。由此可見改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝備在化學(xué)教學(xué)中的重要性。

【案例二】噴泉實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)是一個(gè)典型的能夠說明氨氣極易溶于水的實(shí)驗(yàn)。推而廣之，任何能夠溶解于水或者容易和某種溶液反應(yīng)的氣體均可設(shè)計(jì)成類似的實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)原理就是容器內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，從而把液體從低處壓向高處而產(chǎn)生噴泉。因其實(shí)驗(yàn)效果好，因而被廣大教師在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用。如何引發(fā)壓強(qiáng)差，產(chǎn)生噴泉呢？

方法一：膠頭滴管引發(fā)法

這是教材中普遍采用的一個(gè)方法。如圖2所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過擠壓膠頭滴管，將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶中，燒瓶中的氨氣有一部分溶解于水，從而使得燒瓶中的壓強(qiáng)減小而小于大氣壓，當(dāng)打開橡皮管上的彈簧夾時(shí)，就會(huì)因?yàn)闊恐械膲簭?qiáng)低于大氣壓而使得燒杯中的水迅速進(jìn)入燒瓶，產(chǎn)生噴泉。

圖2

方法二：熱脹法

如圖3所示，這套裝置與教材相比少了一個(gè)膠頭滴管，因此其引發(fā)方法有了一點(diǎn)兒不同，但其原理依然。實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以用熱的毛巾捂住燒瓶，這樣燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增大，氣體膨脹而把導(dǎo)管中原來的空氣趕出，從而使得燒瓶中的氨氣與燒杯中的水接觸，氨氣迅速溶解于水，引起燒瓶中的氣壓迅速減小，從而引發(fā)噴泉。

圖3

以上方法，都是通過操作，使得燒瓶中的壓強(qiáng)低于外界大氣壓，從而把水壓入燒瓶，引發(fā)噴泉。通過討論和探究，使學(xué)生的思維能力得到了鍛煉、培養(yǎng)和提高，激發(fā)了學(xué)生的思維潛能，鍛煉了思維的各種品質(zhì)。同時(shí)，也滿足了學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的熱情，激發(fā)了興趣。

總之，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝備在化學(xué)教學(xué)中起著舉足輕重的作用。新課標(biāo)引領(lǐng)著實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)教師的觀念、態(tài)度和改革力度都將直接影響整個(gè)新教材的教學(xué)質(zhì)量和育人效果。教師要認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)實(shí)驗(yàn)及可能改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程，突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位，努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋與評(píng)價(jià)等。