化学趣味实验在教学中的美和妙效果

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  摘 要:化学是一门以实验为基础的科学,化学知识的传载和发展离不开实验这一载体,初、高中化学教材的设计和编排也充分地体现了实验的重要性。日常生活中有很多化学现象,对它们的观察、探究和思索,可以加深我们对化学原理的理解,可以开阔我们的眼界。所以,学习化学不限于书本和实验室。成功的关键在于如何激发自己对于自然现象的兴趣,学习并逐步掌握科学探究的方法和养成良好的科学习惯。
  关键词:化学;趣味;实验
  为了提高学生对化学学习的兴趣和热情,很多教师都在尝试将知识点相近的基础实验设计成更加绚丽的趣味实验,通过趣味实验可以很好地将化学知识和日常生活、化学现象联系起来,体现了学习为生活服务,化学来源于生活,化学又可以服务于生活这一现代科学理念。下面是笔者在平时教学中将趣味实验融汇在课堂上的几个例子。
  在讲解必修一氧化还原反应时,知道同一元素的高价和低价之间容易发生归中的氧化还原反应,生成中间价态的产物,于是我们设计实验——检验食盐中是否加碘来证明这一规律。
  实验用品:
  仪器:试管、胶头滴管
  药品:含碘食盐、不含碘食盐、KI溶液、稀硫酸(或醋酸溶液)、淀粉试液
  实验过程:
  1. 在两支编好记号1和2号的试管中分别加入事先配好的含碘食盐溶液和不含碘食盐溶液,分别向其中滴加几滴稀硫酸,再滴入几滴淀粉试液,分别观察实验现象。
  2. 在另外一支编号为3的试管中加入KI溶液和几滴稀硫酸,然后加入几滴淀粉试液,观察实验现象。
  3. 将编号为3的试管中溶液分别加入先前的1和2号试管中,混合均匀溶液,观察现象。
  实验目的及拓展:
  1. 这个实验的发生主要要求学生知道I2是如何生成的,即IO-3 5I- 6H 3I2 3H2O,由此可以設计出一些让学生了解更多有关归中反应的例子,并让学生掌握这类反应方程式的配平技巧。如实验室也可以用KClO3和浓HCl制取氯气的原理;SO2-3和S2-会生成S等等。
  2. 理论上讲食盐中添加KI,碘元素的吸收效率更高,为什么不在食盐中添加KI呢?
  3. 加碘盐为什么要忌高温蒸炒,加碘盐的添加是炒菜前加还是出菜前添加?
  食盐中的碘是以碘酸钾的形式存在的,碘酸钾加热易分解为碘单质,最后升华,因此加热后会导致典的流失。
  美和妙:
  美 原料之美,原料是大家非常熟悉的食盐、淀粉等生活中的常见物品;
  现象之美,生成的碘遇淀粉变成的蓝色之美;
  过程之美,培养了学生设计实验操作,熟练实验操作之美。
  妙 让学生知道碘和淀粉可以相互检验这一化学常识之妙,为后续学生学习有机物储备了一些知识;
  熟悉了氧化还原的规律之妙——元素化合价只靠拢不交叉,为学生配平常见氧化还原反应提供理论支持;
  实验习题的设计使化学联系生活之妙,让同学们知道食盐加碘是加碘酸钾(KIO3)而不加碘化钾,也知道加碘盐在日常生活中怎么使用。
  在讲解必修一氨气性质时,课本上是将蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近时产生白烟来说明氨气和氯化氢反应生成固态氯化铵,为了使这一实验更有观赏性我把它设计成趣味实验——空杯生烟。
  实验用品:100mL的烧杯两个、滴管两支、浓氨水溶液、浓盐酸溶液
  实验过程:取两个洁净干燥大小相同的100mL的小烧杯,向其中一个小烧杯中滴入几滴浓氨水,另外一个小烧杯中滴入几滴浓盐酸,转动杯子使烧杯内壁沾满浓氨水和浓盐酸,取一个玻璃片盖住装浓氨水的烧杯口,装有浓盐酸的烧杯倒扣在装浓氨水的烧杯上面,然后抽掉中间的琉璃片,随即可以看到整个烧杯中充满白烟。同时可以变幻两个烧杯的上下位置,观察形成白烟的异同。
  美和妙:
  美 过程之美,对比设计两个“空杯”上下位置不同,观察产生白烟快慢不同;
  现象之美,两个口对口的“空杯”在抽去中间的玻璃片时立即产生白烟,让人产生魔术般的梦幻之美。
  妙 知道氨气是碱性气体,能与酸性气体反应生成对应的铵盐,进而延伸出氨气如果要进行干燥处理时不能用浓硫酸之妙;
  通过这一实验也可以让学生非常直观地了解分子是不停地运动的这一知识,特别是将装有浓盐酸和浓氨水的烧杯位置对换可以考查学生对分子运动的快慢还与气体的密度有关之妙;
  通过引导同学们在描述现象时如何使用烟和雾这一区别之妙。
  在讲解必修一浓硫酸的性质时,知道浓硫酸有吸水性、脱水性和强氧化性,我们把书本上的实验包装成趣味实验——黑面包实验。
  实验用品:100mL烧杯一个、浓硫酸、蔗糖(白糖)、蒸馏水、玻璃棒一支
  实验过程:
  1. 将一定量(5克)左右的蔗糖(白糖)注入100毫升烧杯中。
  2. 在烧杯中加入一定量的蒸馏水并搅拌均匀。这时候,可以看到蔗糖慢慢地由雪白色变为淡黄色。
  3. 将一定量的浓硫酸倒入烧杯里,并用玻璃棒不断搅拌。
  4. 为了防止生成的气体污染环境,可以将小烧杯放在盛有氢氧化钠的大烧杯中进行,最后再在大烧杯中倒扣一个大烧杯。
  美与妙:
  美 过程之美,实验时药品用量、搅拌时间长短要控制准确,才能看到冉冉升起的“黑面包”;
  现象之美,白糖从杯底慢慢升起,最后满出烧杯一头,整个过程中会产生白雾。
  妙 同一个实验体现了硫酸的两个性质。即脱水性和强氧化性,即整合之妙;
  这个实验会产生大量有毒的气体,实验时要考虑除去有害气体的环保之妙;必要时可设计如何检验该实验中产生的气体有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气的经典习题。
  化学实验是化学教学的灵魂,而趣味实验是点燃灵魂的火种,恰当地将趣味实验引进课堂教学可以使抽象的化学概念直观化,如魔棒点灯实验主要是解释了乙醇可以被酸性高锰酸钾氧化,且反应放热,其中还可以巧妙解释燃烧这一抽象概念;另一方面可以对一些课本上规定的实验但当前实验室没有条件进行或现象不是很明显的实验进行了替代和补充,提高了实验的普及率和实验的效率,为学生进行实验或观察实验额外创造条件,如“空杯生烟”和“黑面包”实验我们只是将课本实验进行了改进和优化,其中蕴含的化学知识变得更丰富多彩;再次绚丽的实验现象极大地提高了同学们学习化学的积极性,吊足了学生学习化学的胃口,激励了同学们将来探究化学和钻研化学甚至从事化学研究。作为化学教学工作者,如何提高学生学习化学的积极性没有尽头,本人将大量的趣味实验引进课堂教学多年,取得了非常好的效果,欢迎各位同行指教。
  参考文献:
  [1]林春水.趣味化学实验在教学中的魅力[J].科普童话,2014(21):53.
  作者简介:
  夏继文,李莉,海南省万宁市,北京师范大学万宁附属中学。
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