放大課本實驗 提高實驗效率

甘肅省靜寧縣雷大初級中學 王小利

實驗是化學學科的重要組成部分，化學實驗教學有助于培養(yǎng)科學探究能力、提高創(chuàng)新意識、發(fā)展學科核心素養(yǎng)。在化學實驗教學中，我們在用好課本經(jīng)典實驗的同時，還要注意充分利用現(xiàn)有的儀器和代用品，采用放大創(chuàng)新法，改進課本實驗的不足，設(shè)計出一些裝置簡單、操作方便、現(xiàn)象直觀的化學實驗。

一、鐵的銹蝕實驗

滬教版九年級化學上冊第1 章第1 節(jié)中鐵的銹蝕實驗，如圖1 所示。該實驗由于只用了一塊處理好的鐵絲網(wǎng)，課堂演示實驗在短時間內(nèi)看不到明顯的現(xiàn)象，因此很多教師采用播放視頻的方式來代替演示實驗。若采用放大創(chuàng)新法，可通過增加鐵絲網(wǎng)的量來進行實驗，如圖2 所示。

圖1

圖2

具體方法：先在錐形瓶內(nèi)裝滿用鹽酸處理過的鐵絲網(wǎng)，然后再用濃食鹽水灌滿錐形瓶。實驗前，倒掉濃食鹽水，塞緊帶導(dǎo)管的單孔塞，將導(dǎo)管的另一端伸入滴有紅墨水的水中。過一段時間后觀察并記錄實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)束后，將錐形瓶內(nèi)裝滿水，便于反復(fù)實驗。

創(chuàng)新優(yōu)點：（1）材料易得，操作簡單；（2）1 分鐘內(nèi)便可觀察到導(dǎo)管內(nèi)液面迅速上升，實驗現(xiàn)象非常明顯，大大提高了課堂演示實驗的效率；（3）裝置內(nèi)的鐵絲網(wǎng)可以反復(fù)使用，節(jié)約資源。

二、鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)實驗

滬教版九年級化學上冊第5 章第1 節(jié)中鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)實驗，在試管中加入少量硫酸銅溶液，把2～3 枚無銹的新鐵釘浸入硫酸銅溶液中，很快可以看到鐵釘表面覆蓋了一層紅色物質(zhì)，但是很難觀察到溶液由藍色變?yōu)闇\綠色。對于該實驗，可以采用放大創(chuàng)新法，增加硫酸銅溶液的濃度和用量，用鐵絲絨代替鐵釘，增大鐵與硫酸銅溶液的接觸面積，如圖3 所示。

圖3

具體方法：先配制常溫下硫酸銅的飽和溶液，取適量的鐵絲絨卷成高2 cm、直徑1.8 cm 的圓柱體。量取8 mL 的飽和硫酸銅溶液倒入18 mm×180 mm 的試管中，用玻璃棒將鐵絲絨慢慢推入硫酸銅溶液中至剛好浸沒，10 秒鐘后，用玻璃棒將鐵絲絨繼續(xù)往下推，觀察實驗現(xiàn)象。

創(chuàng)新優(yōu)點：（1）實驗材料易得，操作簡單；（2）實驗現(xiàn)象非常明顯：在20 秒之內(nèi)觀察到鐵絲絨表面變紅，上層溶液變?yōu)闇\綠色，下層溶液還是藍色，形成了鮮明的對比，手摸試管壁感覺發(fā)熱，說明該反應(yīng)是放熱的。

三、蠟燭的燃燒實驗

滬教版九年級化學上冊第1 章第2 節(jié)蠟燭的燃燒實驗中，一個很重要的內(nèi)容是觀察蠟燭燃燒的產(chǎn)物。由于蠟燭燃燒釋放熱量多，在火焰上方罩一只干冷的小燒杯，很難觀察到有水霧產(chǎn)生；同時由于蠟燭發(fā)生不完全燃燒，燒杯底部會變黑，倒入澄清石灰水后，會看到澄清石灰水中有很多黑色物質(zhì)，不容易觀察到澄清石灰水變渾濁。對于該實驗，可以采用放大創(chuàng)新法，將干冷的小燒杯換成干冷的500 mL 大燒杯，如圖4 所示。

圖4

具體方法：在火焰上方罩一只干冷的500 mL 大燒杯，一段時間后，再用硬紙板蓋住燒杯口，翻轉(zhuǎn)過來，倒入少量的澄清石灰水，振蕩，觀察實驗現(xiàn)象。

創(chuàng)新優(yōu)點：（1）材料易得，操作簡單；（2）可觀察到燒杯內(nèi)壁凝結(jié)有水霧，澄清石灰水變渾濁，實驗現(xiàn)象非常明顯。

四、證實植物進行光合作用實驗

滬教版九年級化學上冊第2 章本章作業(yè)中，有一個證實植物進行光合作用的實驗，如圖5 所示。但在課堂教學過程中，是很難在短時間內(nèi)收集到足夠的氧氣使帶火星的木條復(fù)燃的。對于該實驗，可以采用放大創(chuàng)新法，將燒杯換成長21 cm、寬12 cm、高31 cm 的水槽，并增加金魚藻的數(shù)量至75 條，這樣能夠有效縮短收集氧氣的時間。另外，也可以借助數(shù)字化二氧化碳傳感器放大實驗。

圖5

圖6

具體方法：如圖6 所示，將金魚藻換成生命力較強的綠植銅錢草，將銅錢草花盆放在水槽中，加一些水，罩上鐘罩，形成液封。在鐘罩口插入二氧化碳傳感器，進行對比實驗：取同一盆銅錢草綠植，用同一裝置，一次放在室內(nèi)光線偏暗的條件下，一次放在室內(nèi)自然光的條件下，分別測定二氧化碳濃度的變化，結(jié)果如圖7 所示。從而得出結(jié)論：在光照條件下，植物進行光合作用，消耗二氧化碳。

圖7

創(chuàng)新優(yōu)點：借助二氧化碳傳感器，從對比及定量的角度認識植物光合作用的條件，證實光合作用的發(fā)生，操作簡單，短時間內(nèi)即可完成，現(xiàn)象明顯。

總之，放大創(chuàng)新法可以通過改變藥品的用量、改變實驗儀器的大小等方式，以大求新，將某些不明顯的實驗現(xiàn)象放大，減少實驗時間，從而追求感官效應(yīng)，提高實驗效率。