微粒性质教学中实验的改进与应用

来源 :化学教与学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:initialD2004
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  摘要:化学是一门以实验为基础的科学,对于较难理解的微观概念,应结合学生熟悉的现象和已有的知识、经验,创设生动直观的情境,从分析身边的一些现象和简单实验入手,开展教学活动。在课堂教学中,对教材中配套的实验进行适当的改进,使实验操作更简单,为学生提供更多的亲手做实验的机会,可以对学生的化学学习起到很大的促进作用。
  关键词:微粒性质;实验改进;操作简单;节约环保;多种应用
  文章编号:1008-0546(2018)12-0086-02 中圖分类号:G633.8 文献标识码:B
  doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2018.12.028
  义务教育化学课程标准指出,化学是一门以实验为基础的科学,化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要作用。在教学中应高度重视和加强实验教学,充分发挥实验的教育功能。有条件的学校尽可能多地为学生提供做实验的机会;条件有限的学校,可采取教师演示实验或利用替代品进行实验,鼓励开展微型实验、家庭小实验等 [1]。物质构成的奥秘这一章学习内容比较抽象,对于较难理解的微观概念,应结合学生熟悉的现象和已有的知识、经验,创设生动直观的情境,从分析身边的一些现象和简单实验入手,开展教学活动 [2]。因此,为了探究微粒的性质,教材中配套设置了两组演示实验,通过对实验现象产生的原因进行假设、分析,从而得出构成物质微粒的性质。经过多次教学实践,为了便于学生参与实验,进一步促进学生的化学学习,本人对这两组实验分别做了一些改进。
  一、探究微粒运动实验的改进
  1.创意来源
  上教版九年级化学教材中探究微粒运动的实验 [3](如图1所示),【实验1】向烧杯A中加入20mL蒸馏水,滴入2~3滴酚酞试液,得到溶液甲。向溶液甲中滴加1~2滴浓氨水,观察现象。【实验2】在烧杯C中重新配制甲溶液。在烧杯B中加入3~5mL浓氨水,用一个大烧杯把两个烧杯罩在一起,观察现象。同时可以在实验2的大烧杯外增加一个装有滴入酚酞的水的烧杯D,与大烧杯内的烧杯C进行对比。
  上述实验在具体操作时,仪器装置需要摆放在固定的展台上,不便于移动展示实验现象。因此,为了使装置便于移动展示,操作更简单,让学生更迅速地看到明显现象,受微景观生态瓶启发,将该实验做了如下改进。
  2.实验装置
  (1)实验用品
  实验仪器(用具):锥形瓶、铁丝、橡皮塞、胶头滴管、镊子、表面皿、剪刀、脱脂棉花、滤纸。
  实验药品:无色酚酞试液、浓氨水。
  (2)装置的制作:先用剪刀将滤纸剪成若干朵小花,再取三至四朵滤纸花固定在铁丝上,将铁丝的一端插入橡皮塞,制成一株铁丝花,然后将橡皮塞旋进锥形瓶中。
  (3)实验装置图:(如图2所示)
  3.实验原理
  (1)氨气溶于水形成氨水;浓氨水有挥发性,挥发出氨气;无色酚酞试液没有挥发性。
  (2)氨气由氨气分子构成,挥发出的氨气分子是不断运动的。
  (3)氨水显碱性,能使无色酚酞试液变成红色。
  4.实验步骤与现象
  (1)取无色酚酞试液各1滴滴在每一朵滤纸花上。
  (2)取一株铁丝花放入锥形瓶中并旋紧橡皮塞倒置于桌面(如图2中装置A所示),过一段时间后,观察到其中的滤纸花始终没有变色。
  (3)在表面皿上放一小团棉花,在棉花团上滴3~4滴浓氨水,用镊子将棉花团放在另一株铁丝花的橡皮塞上,然后放入锥形瓶并旋紧橡皮塞倒置于桌面(如图2中装置B所示),过不到半分钟,很快就观察到其中的滤纸花从下到上依次变成红色。
  5.设计特色
  (1)改进实验中装置A的作用是与装置B对比,排除锥形瓶中空气对实验产生的干扰。
  (2)改进后的实验操作简单,使用的药品量少,产生现象的速度较快,对比明显。同时因为装置相对小而密封,可以在教室中移动展示,同时减少了氨气在教室中的挥发,更美观环保。另外,将装置中的锥形瓶替换成无色矿泉水瓶,可节约成本,也可以用于学生进行分组实验。
  (3)利用改进后的实验装置,结合微粒是运动的、酸溶液能使紫色石蕊试液变红色等知识,将紫色石蕊试液滴在滤纸花上,将浓盐酸滴在棉花团上,一段时间后观察到铁丝上的滤纸花从下到上依次由紫色变成红色,可用于证明浓盐酸具有挥发性。此外,若将浓盐酸换成浓硫酸,可以通过实验对比证明浓硫酸没有挥发性。
  二、探究微粒之间有空隙实验的改进
  1.创意来源
  上教版九年级化学教材中探究微粒间有空隙的实验 [3](如图3所示),【实验1】取一根约30cm长一端封口的细玻璃管,先往玻璃管中加入滴有红墨水的水,使其充满玻璃管容积的1/2,再滴入无水酒精使其充满玻璃管。用手指堵紧开口的一端,颠倒数次,观察现象。【实验2】取两支大小相同的医用注射器,将栓塞向外拉,分别吸入等体积的空气和水,用手指顶住注射器末端的小孔,将栓塞慢慢推入,观察哪一支注射器内的物质容易被压缩?
  上述实验请学生上台演示,实验1中购买的30cm长一端封口的玻璃管较细,由于管内外气压的关系,学生往玻璃管中滴入液体速度慢且容易产生空气柱。实验2中两支注射器分别吸取等体积的空气和水后,要用手指顶住注射器末端的小孔,再将栓塞慢慢推入,学生在做时容易出现手指堵小孔不严实,同时另一个手使不上力的情况。针对这些现象,将该实验做了如下改进。
  2.实验装置
  (1)实验用品
  实验仪器(用具):玻璃导气管、胶头滴管、橡皮塞、医用注射器、棉线、轻质粘土、粗铁丝。
  实验药品:水、无水酒精、红墨水。
  (2)装置的制作:   ①取一根20cm长的玻璃导气管,再取一根与导管等长的棉线对折后找到导管的中点,在中点部位系上棉线,然后取一小团轻质粘土封住导管一端,待粘土干燥后备用。
  ②取两个橡皮塞,分别用粗铁丝在橡皮塞上各扎一个小孔备用。
  3.实验原理
  (1)水由水分子构成,酒精由酒精分子构成,水分子和酒精分子都是不断运动的。
  (2)水分子之间有空隙,酒精分子之间也有空隙,水和酒精混合时两种分子互相填补了彼此的空隙,所以水和酒精混合后得到液体总体积小于水与酒精的体积之和。
  (3)在固体和液体中,微粒之间的空隙比较小,在气体物质中,微粒之间的空隙比较大,所以气体往往容易被压缩,固体和液体物质不易被压缩。
  4.实验步骤与现象
  (1)取自制的一端封口的玻璃管,先用胶头滴管将混有红墨水的水滴入管中至棉线处,再将无水酒精滴入至充满玻璃管,用手指堵住管口来回颠倒数次,观察到液体总体积减小且液体全部变成了淡红色。
  (2)取两支大小相同的医用注射器,分别吸入等体积的空气和水,将两个橡皮塞放在桌面上,有小孔一面朝上,然后分别将吸有空气和水的注射器末端插入橡皮塞的小孔中,同时将栓塞慢慢推入。观察到受压后吸入的空气的体积明显减小,而吸入的水的体积几乎不变。
  5.设计特色
  (1)用玻璃导气管和轻质粘土制作的儀器完成实验1,不需要另外购买,节约成本,而且可以自己选择比买的细玻璃管粗一点的玻璃管,可以直接将液体倒入,液体加入速度快且不会形成空气柱,节约实验的时间;用轻质粘土来封住玻璃管的一端,比用酒精喷灯熔封更简单安全。此外,可以鼓励学生使用塑料吸管和轻质粘土制作仪器做家庭小实验,做到人人参与,大大调动了学生学习化学的积极性。
  (2)将注射器末端插入橡皮塞中再推动栓塞,可以避免因手指没有堵住而导致实验失败,而且有了着力点,学生在推动栓塞时也能更好地使力,实验更方便、操作更简单。
  在平时的教学中注重和加强实验教学,尽量多地设计一些操作简单且学生易上手的实验,将大仪器改成小仪器,将不可移改成可移,同时开发生活中一些废弃资源的再利用,比如用眼药水瓶代替滴管,塑料吸管代替玻璃导管,矿泉水瓶代替锥形瓶,注射器代替分液漏斗等等,达到节约环保的目的。
  上述实验的改进是本人在教学过程中产生的一些想法与做法,目的是为了让实验更好地服务于教学,为学生提供更多的亲手做实验的机会,让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程,从而促进学生的化学学习。
  参考文献
  [1]
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