“滴水生火”微型實驗

摘 要：新課標(biāo)提出了五大化學(xué)核心素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)過氧化鈉與水反應(yīng)的“滴水生火”實驗，設(shè)計出微型、安全、易操作的微型改進(jìn)實驗。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng);過氧化鈉;微型實驗

一、研究背景

新課標(biāo)提出的化學(xué)核心素養(yǎng)有五大方面，包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”[1]。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生通過化學(xué)實驗現(xiàn)象來學(xué)習(xí)化學(xué)、分析實驗原理，遠(yuǎn)比直接由教師告訴學(xué)生知識點要更加符合新課標(biāo)要求的“變化觀念與平衡思想”和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)核心素養(yǎng)。因此，中學(xué)化學(xué)的教學(xué)還是應(yīng)該以實驗為主，讓學(xué)生自主實驗來學(xué)習(xí)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)鈉的重要化合物，講到過氧化鈉的性質(zhì)時多數(shù)老師會采用講解或者演示實驗進(jìn)行“滴水生火”實驗，讓學(xué)生認(rèn)知過氧化鈉和水反應(yīng)做供氧劑的用途，采取課堂學(xué)生實驗的比較少，幾乎是教師進(jìn)行演示實驗，經(jīng)過調(diào)查得知，教師之所以采取演示實驗而非學(xué)生實驗的原因有如下①過氧化鈉極易變質(zhì)，課堂學(xué)生實驗時討論時間久，無法做出預(yù)期的實現(xiàn)現(xiàn)象。②過氧化鈉“滴水生火”這一著火實驗在課堂上每位學(xué)生都做比較危險。這樣的思路就不符合新課標(biāo)倡導(dǎo)的化學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)方法，為了改變這樣一種情況，作為化學(xué)人有責(zé)任將實驗該改進(jìn)為安全的方法。

二、研究意義

金屬鈉在高一學(xué)生的眼中是一種比較神秘的物質(zhì)，在空氣中可以變成氧化鈉，加熱可以變成過氧化鈉，過氧化鈉在空氣中極易變質(zhì)。過氧化鈉是中學(xué)化學(xué)中的一個重要化合物，深受歷年高考的青睞，成為氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實驗、化學(xué)計算考察的熱點物質(zhì)[2]?？疾斓闹饕沁^氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)，與水、二氧化碳的反應(yīng)。高一新授課階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)相關(guān)知識，但元素化合物知識才開始了解，沒有多少知識積累。課本上的過氧化鈉與水反應(yīng)的實驗是選取的脫脂棉，包裹0.2克過氧化鈉，用水浸濕脫脂棉時很容易把水放多，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象出不來[3]。因此改進(jìn)過氧化鈉與水的反應(yīng)實驗，與新課標(biāo)倡導(dǎo)的素養(yǎng)教育相契合。

三、實驗研究

1.實驗原理

過氧化鈉與水反應(yīng)放出大量的熱量，并且會生成氧氣，可以滿足燃燒的條件，所以過氧化鈉滴水生火的實驗是可以發(fā)生的。

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

但實際上，過氧化鈉與水的反應(yīng)是分步進(jìn)行的，第一步是先生成過氧化氫，過氧化氫再受熱產(chǎn)生氧氣。這就是為什么在反應(yīng)中氧化劑是水，且在反應(yīng)中加入酚酞先變紅后顏色又會褪去的原因[4]。

2.實驗用品

過氧化鈉，水，火柴，石棉網(wǎng)，藥匙，塑料滴管，燒杯，鑷子，衛(wèi)生紙（如圖1所示）

3.實驗步驟

用塑料滴管滴一滴水在火柴頭上（水滴附在火柴頭上不會滲入，排除了書本上脫脂棉被水浸濕太嚴(yán)重，無法進(jìn)行實驗的顧慮），用藥匙取綠豆粒大小的過氧化鈉粉末放置于石棉網(wǎng)上，用鑷子捏住火柴蘸取石棉網(wǎng)上的過氧化鈉粉末，發(fā)現(xiàn)火柴迅速被點燃。且火勢較小，不會造成安全隱患（如圖2所示）。

四、改進(jìn)實驗優(yōu)點

①藥品用量少，節(jié)約藥品，符合目前倡導(dǎo)的微型實驗。

②安全性高，火柴頭燃燒是一個小火苗。傳統(tǒng)的實驗是用脫脂棉或者衛(wèi)生紙代替改進(jìn)實驗中的火柴（如圖3所示），火勢較大，若每位同學(xué)都做這一實驗，存在有安全隱患，而且藥品用量比改進(jìn)實驗多。

③裝置簡單，便于攜帶，是實驗室常見的安全儀器。改進(jìn)實驗的這一優(yōu)點讓每位學(xué)生都做這一個實驗成為了可能。

④趣味性強(qiáng)，教師采用變魔術(shù)的方法點燃火柴，顛覆學(xué)生火柴只能夠使用火柴紙摩擦點燃的原有經(jīng)驗，讓課堂變得生動有趣。

五、結(jié)論

實驗的教學(xué)功能是多樣的，通過實驗來進(jìn)行教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣，更重要的是學(xué)生對化學(xué)知識本質(zhì)的認(rèn)識，這是課堂口頭教授不可達(dá)到的效果。新課標(biāo)提倡素養(yǎng)教育，我們要響應(yīng)號召，在學(xué)習(xí)教學(xué)的過程中不斷創(chuàng)新，研究出更適合學(xué)生進(jìn)行的化學(xué)教學(xué)實驗，提高化學(xué)的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017：3-4.

[2]于小俊.過氧化鈉——高考實驗題中永恒的亮點[J].化學(xué)教學(xué)，2008（04）：65-67.

[3]陳獻(xiàn)忠.滅火與點火——過氧化鈉教學(xué)案例[J].教學(xué)儀器與實驗，2006（03）：26-27.

[4]顧曄.“過氧化鈉與水反應(yīng)后滴加酚酞”實驗在高中不同階段的教學(xué)功能挖掘[J].化學(xué)教學(xué)，2014（08）：42-45.

作者簡介：董義婷（1993-08）女，漢族，河南鶴壁，應(yīng)屆教育碩士，碩士研究生，研究方向：化學(xué)教育