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粉笔是日常教学中随手可得的常规用具。普通的粉笔约二寸长,一头粗一头细,很硬很脆。教学中常用白色粉笔,其主要成分为石膏(硫酸钙)和石灰石(碳酸钙),因其性质稳定、价廉易得、吸湿性好,在化学实验教学中也能够大放光彩。
一、燃烧实验
教学苯的性质时,将4mL水与2mL苯混合于试管中,振荡后静置,观察到明显的分层,非常直观地展现了无色液体苯难溶于水、密度比水小的物理性质。接着演示苯的燃烧实验,用胶头滴管吸取少量上层液体滴在粉笔上,点燃,产生明亮的火焰,如同一个小火炬,并有浓烈的黑烟飘散,粉笔上有明显的黑色物质。学生看后,印象深刻。该实验只能蘸取少量的苯,否则会产生过多黑烟,污染严重,且不易吹灭,多余的可以用水浇灭。另外,乙醇的燃烧实验中,用粉笔头蘸取酒精,用坩埚钳夹取点燃,火焰明亮,可观察到明显的蓝色火焰,燃烧后粉笔上有少量黑痕。
二、氯化铁水解产物的探究实验
将一支完整的白色粉笔,浸泡在氯化铁饱和溶液中,会观察到有气泡产生,主要是因为粉笔中有空隙,当空隙中有水进入时,孔隙中的空气就会排出来,从而产生气泡。浸泡5分钟后,用坩埚钳夹住粉笔置于酒精灯火焰上灼烧,一分钟内可清楚地观察到颜色的变化:黄色(氯化铁)——红褐色(氢氧化铁)——铁锈红色(氢氧化铁)——黑色(待探究)。那种黄色是很明亮的橙黄,很好看。氯化铁溶液蒸干得氢氧化物,再灼烧得氧化物。化学反应若无实验取证,只是教师说教则显苍白。该实验操作简单,现象直观,节省药品,且HCl造成的污染少,值得提倡。
三、氢氧化亚铁快速转化为氢氧化铁
将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中,出现了白色转变成灰绿色的现象,在溶液上方的试管壁出现了一些零星的红褐色,没出现整支试管由灰绿色转变成红褐色的实验现象。这可能是溶液的密封隔绝了氢氧化亚铁溶液与空气中的氧气马上接触的机会,致使溶液内部没有一下子就变成红褐色。这时拿一支完整的白色粉笔,将试管侧倒,用镊子夹住粉笔浸入液体中,取出后不到十秒钟,就能观察到粉笔上明显的颜色变化。起初,白色粉笔表面附着着大量灰绿色物质。约十五秒钟后,白色粉笔上浸了溶液的部分全变成了红褐色,效果非常明显。
四、焰色反应
钙元素的焰色反应是砖红色。先将粉笔浸入无水乙醇中(便于点燃灼烧),取出,往粉笔上滴3滴氯化钙浓溶液,点燃。全班学生均可清晰地观察到砖红色的火焰。同样的,将粉笔浸泡在酒精中,再分别黏上待测固体粉末后点燃,可用于观察硝酸钾、硫酸铜等的焰色反应现象。用这种方法做焰色反应,操作简单,便于学生观察。如将1节2cm长的粉笔浸泡酒精后,黏上固体粉末氯化钾点燃,可使每位学生透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,现象十分明显;将粉笔在无水乙醇中浸透,取出,一端用坩埚钳夹持,另一端蘸取研细的铜盐粉末,点燃,即能看到燃烧时火焰呈现出美丽的绿色;将分别蘸有铜盐、钠盐、钡盐的浸过酒精的粉笔放在一起灼烧时,绿色、黄色、黄绿色、蓝色火焰争相跳跃,精彩纷呈。
五、层析实验
进行色层分析需要有吸附剂和吸附柱,操作比较繁杂。用粉笔来模拟色层分析,既简便又有趣。例如,红墨水中有两种染料,橙红色和红色;蓝墨水中也有两种染料,紫色和蓝色。取一支完整的白粉笔,用细玻璃棒在距离粗的一端1厘米的地方点上一小点红墨水,直径约为1毫米。培养皿中加酒精作为展开液面,高度约为0.5厘米。把粉笔的精端竖立在酒精中,不久后,酒精就沿着粉笔向上扩散,红墨水也随之向上移动。最后,粉笔上半部的墨水是橙红色的,下半部的墨水是红色的;若用蓝墨水,则粉笔上半部的墨水是蓝色的,下半部的墨水是紫色的。通过这个简单的实验,可以让学生对色层分析法有一个最初步的了解。
六、白烟实验
氨根离子的检验和氨气的验满实验,利用了氨气和氯化氢挥发混合生成白烟(氯化铵固体小颗粒)的原理。用两根粉笔棒分别蘸取适量浓盐酸(或浓硝酸)、浓氨水,靠近时产生“白烟”。用粉笔演示比用玻璃棒的效果更好,因为粉笔吸取的溶液比玻璃棒蘸取的多,产生的白烟更浓,保持时间更长。
其实粉笔的多重功能远不止这些,比如收集一些粉笔灰放入烧杯中,加入水搅拌,打开激光笔,当激光通过粉笔灰水时,可清晰见到一束光的直线传播,直观地展现丁达尔现象;借助于粉笔的自然形状,由细到粗象征pH值由小到大来演示常用指示剂的变色范围。粉笔是教学中随手可得的物品,价廉且操作简便易行,只要我们充分挖掘出其潜在的实验价值,就能省时省事,又富有成效地激发出学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,让小小的粉笔在化学实验辅助教学中大放异彩。
(责任编辑 罗 艳)
一、燃烧实验
教学苯的性质时,将4mL水与2mL苯混合于试管中,振荡后静置,观察到明显的分层,非常直观地展现了无色液体苯难溶于水、密度比水小的物理性质。接着演示苯的燃烧实验,用胶头滴管吸取少量上层液体滴在粉笔上,点燃,产生明亮的火焰,如同一个小火炬,并有浓烈的黑烟飘散,粉笔上有明显的黑色物质。学生看后,印象深刻。该实验只能蘸取少量的苯,否则会产生过多黑烟,污染严重,且不易吹灭,多余的可以用水浇灭。另外,乙醇的燃烧实验中,用粉笔头蘸取酒精,用坩埚钳夹取点燃,火焰明亮,可观察到明显的蓝色火焰,燃烧后粉笔上有少量黑痕。
二、氯化铁水解产物的探究实验
将一支完整的白色粉笔,浸泡在氯化铁饱和溶液中,会观察到有气泡产生,主要是因为粉笔中有空隙,当空隙中有水进入时,孔隙中的空气就会排出来,从而产生气泡。浸泡5分钟后,用坩埚钳夹住粉笔置于酒精灯火焰上灼烧,一分钟内可清楚地观察到颜色的变化:黄色(氯化铁)——红褐色(氢氧化铁)——铁锈红色(氢氧化铁)——黑色(待探究)。那种黄色是很明亮的橙黄,很好看。氯化铁溶液蒸干得氢氧化物,再灼烧得氧化物。化学反应若无实验取证,只是教师说教则显苍白。该实验操作简单,现象直观,节省药品,且HCl造成的污染少,值得提倡。
三、氢氧化亚铁快速转化为氢氧化铁
将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中,出现了白色转变成灰绿色的现象,在溶液上方的试管壁出现了一些零星的红褐色,没出现整支试管由灰绿色转变成红褐色的实验现象。这可能是溶液的密封隔绝了氢氧化亚铁溶液与空气中的氧气马上接触的机会,致使溶液内部没有一下子就变成红褐色。这时拿一支完整的白色粉笔,将试管侧倒,用镊子夹住粉笔浸入液体中,取出后不到十秒钟,就能观察到粉笔上明显的颜色变化。起初,白色粉笔表面附着着大量灰绿色物质。约十五秒钟后,白色粉笔上浸了溶液的部分全变成了红褐色,效果非常明显。
四、焰色反应
钙元素的焰色反应是砖红色。先将粉笔浸入无水乙醇中(便于点燃灼烧),取出,往粉笔上滴3滴氯化钙浓溶液,点燃。全班学生均可清晰地观察到砖红色的火焰。同样的,将粉笔浸泡在酒精中,再分别黏上待测固体粉末后点燃,可用于观察硝酸钾、硫酸铜等的焰色反应现象。用这种方法做焰色反应,操作简单,便于学生观察。如将1节2cm长的粉笔浸泡酒精后,黏上固体粉末氯化钾点燃,可使每位学生透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,现象十分明显;将粉笔在无水乙醇中浸透,取出,一端用坩埚钳夹持,另一端蘸取研细的铜盐粉末,点燃,即能看到燃烧时火焰呈现出美丽的绿色;将分别蘸有铜盐、钠盐、钡盐的浸过酒精的粉笔放在一起灼烧时,绿色、黄色、黄绿色、蓝色火焰争相跳跃,精彩纷呈。
五、层析实验
进行色层分析需要有吸附剂和吸附柱,操作比较繁杂。用粉笔来模拟色层分析,既简便又有趣。例如,红墨水中有两种染料,橙红色和红色;蓝墨水中也有两种染料,紫色和蓝色。取一支完整的白粉笔,用细玻璃棒在距离粗的一端1厘米的地方点上一小点红墨水,直径约为1毫米。培养皿中加酒精作为展开液面,高度约为0.5厘米。把粉笔的精端竖立在酒精中,不久后,酒精就沿着粉笔向上扩散,红墨水也随之向上移动。最后,粉笔上半部的墨水是橙红色的,下半部的墨水是红色的;若用蓝墨水,则粉笔上半部的墨水是蓝色的,下半部的墨水是紫色的。通过这个简单的实验,可以让学生对色层分析法有一个最初步的了解。
六、白烟实验
氨根离子的检验和氨气的验满实验,利用了氨气和氯化氢挥发混合生成白烟(氯化铵固体小颗粒)的原理。用两根粉笔棒分别蘸取适量浓盐酸(或浓硝酸)、浓氨水,靠近时产生“白烟”。用粉笔演示比用玻璃棒的效果更好,因为粉笔吸取的溶液比玻璃棒蘸取的多,产生的白烟更浓,保持时间更长。
其实粉笔的多重功能远不止这些,比如收集一些粉笔灰放入烧杯中,加入水搅拌,打开激光笔,当激光通过粉笔灰水时,可清晰见到一束光的直线传播,直观地展现丁达尔现象;借助于粉笔的自然形状,由细到粗象征pH值由小到大来演示常用指示剂的变色范围。粉笔是教学中随手可得的物品,价廉且操作简便易行,只要我们充分挖掘出其潜在的实验价值,就能省时省事,又富有成效地激发出学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,让小小的粉笔在化学实验辅助教学中大放异彩。
(责任编辑 罗 艳)