论文部分内容阅读
[摘 要]利用快速制取氧气装置中剩余的氧气进行带火星的木条复燃、铁丝的燃烧等实验，提高装置的利用率；在一套密闭装置中，分别完成硫在空气和氧气中的燃烧实验，使火焰更加明显，燃烧时间更长，并利用尾气模拟酸雨的形成，验证了生成气体（SO2）的溶解性、漂白性等；实验最后喷入氢氧化钠溶液，充分吸收尾气，防止环境污染。氧气性质实验的改进体现了实验的探究性、趣味性以及绿色化学理念。
[关键词]氧气性质实验；硫的燃烧实验；改进
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）17-0073-02
实验是化学的基础，是培养学生创新精神和创新能力的有效途径，在知识建构的过程中起到重要作用。教材的经典实验固然有现象明显等优点，但有些实验缺点亦很明显，如实验装置利用率不高，部分实验未对废液、废气进行处理等，故不能很好地发挥其在课堂教学中的作用。在此背景下，为了让实验更好地服务于教学，河南省实验优质课比赛于2016年10月在河南南阳举行，笔者有幸参加了此次比赛，并荣获一等奖。下面就“氧气的性质实验”教学谈一谈笔者在此实验教学过程中遇到的问题以及改进的思路。
《氧气》为人教版九年级化学第二章第二节的内容，为验证氧气的化学性质（助燃性、氧化性），教材安排了实验2-2：氧气可以使带火星的木条复燃；实验2-3：硫分别在空气和氧气里燃烧；实验2-4：铁丝在空气中红热，在氧气中剧烈燃烧等实验内容以及“木炭和硫分别在空气里和在氧气里燃烧的现象不同，这说明了什么”的讨论内容。此前在教学本节内容时，笔者遇到了一些问题。例如，为了完成四个班的教学任务，需要提前制取O2，且每班至少需要制取四瓶O2，不仅存在需要携带仪器多、搬运困难的问题，而且还有制取氧气的发生装置内剩余的O2不能得到有效利用，造成资源浪费；收集的O2不易储存，逸出造成损失等问题。另外，在实验过程中还存在木炭燃烧的产物不易观察、硫燃烧造成环境污染、铁丝燃烧实验成功率不高等问题。为了提高实验效率，渗透绿色化学理念，笔者对实验进行了改进，并总结出以下经验。
一、部分氧气性质实验的改进
笔者采用图1实验装置，利用H2O2在MnO2的催化下快速制取O2，待气体均匀冒出，用两支注射器收集，橡皮泥封口后备用（如图2）。后取带火星的木条靠近瓶口，观察到木条复燃（如图3），说明氧气支持燃烧。将单孔塞拔去，将引燃后的细铁丝伸入集气瓶，观察铁丝在氧气中燃烧的现象（如图4）。
利用一套快速制取O2的实验装置，完成了氧气的收集、带火星的木条复燃、铁丝的燃烧等实验，减少了很多前期准备工作，且氧气的供给充足，大大提高了实验的成功率。
二、硫燃烧实验的改进
为了完成硫在空气和氧气中的燃烧对比实验，且消除生成的SO2对环境的影响，与此同时利用生成的SO2模拟酸雨的形成及其危害，增强实验的探究性和趣味性，增强学生对“SO2是一种空气污染物”的理解，笔者改进了实验装置并增加了相应的实验内容。
1.实验装置
①实验仪器及药品：标本瓶、注射器、长颈漏斗、Y形管、气球、止水夹、玻璃管、铁丝球、碎砖块、花瓣、碳粉、镁带、H2O2、NaOH、硫粉。
②组装步骤：如图5，将多孔塞塞入标本瓶，多孔塞上分别连有经改良的长颈漏斗（长颈漏斗的另一端与Y形管相连，Y形管一支与盛有150 mL空气的注射器相连，另一支与盛有150 mL氧气的注射器相连）、盛有50 mL氧化剂H2O2（或尾气处理剂NaOH溶液）的注射器、气球（系在玻璃管上，玻璃管下端挂有花瓣、pH试纸、镁带等挂件）。
2.实验步骤
a.将包裹碎砖块的铁丝球（受热快、保温效果好，且无焰色反应）受热后放入经改良的长颈漏斗，将硫粉洒在灼热的铁丝球上，打开止水夹1，推入空气，硫粉燃烧产生微弱的淡蓝色火焰。打开止水夹2推入氧气，硫粉燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。硫粉在空气、氧气中的燃烧对比，体现了氧气的助燃性。
b.将H2O2溶液推入，模拟酸雨的形成。一段时间后观察到挂件上的pH试纸变红及红色花瓣的颜色褪去，镁带被腐蚀。模拟酸雨的形成及危害增强了学生对“SO2是一种空气污染物”的认识与理解，体现了知识的连续性。将盛有H2O2溶液的注射器换成装有NaOH溶液的注射器，推入NaOH溶液来处理废液和废气，体现了绿色化学理念。
除了上述改进，笔者还增强了学生小组实验的目的性，通过对实验报告的设计及实验结果的处理，加强了实验内容与教材的联系，提高了学生的实验效率，完善了学生的知识 体系。如在完成实验现象的记录后，引导学生对比木炭与硫分别在空气、氧气中的燃烧现象得出结论：可燃物在氧气中比在空气中燃烧剧烈；氧气化学性质活泼，体现为助燃性和氧化性；对比硫燃烧和铁丝燃烧时瓶底留水的原因分析可知：一些实验加入碱液或者留水是为了处理废气或吸收热量，体现了绿色化学理念。
此次改进，效果明显，同时也存在一些问题，如实验装置略显笨重；有些操作虽无危险，但对操作者的操作熟练程度要求较高；等等。因此，实验创新就像摸着石头过河，只有多琢磨、多请教、多实践才有可能日趋完美。
总之，不囿于成见，不断创新，是科学发展的不竭动力，也是教育教学发展的关键因素。作為一线教师，我们要注意在科学探究中渗透优良品质，并有意识地训练、培养学生这方面的品质，使学生的核心素养得到有效提升，使实验课堂充满生机与活力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书·化学（九年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2012：33.
[2] 汪希清.实验室“硫燃烧实验”改进及意义[J].科学教育研究，2015（3）：123.
[3] 贺瑞红.从污染性角度谈“硫燃烧”实验改进[J].新课程（中学），2015（1）：18-19.
[4] 童昌.对硫分别在空气和氧气里燃烧实验的改进[J].化学教育，2013（1）：71-72.
[5] 杨国萍，齐俊林.硫在氧气中燃烧实验的新方法[J].化学教学，2016（2）：69-71.
[6] 李德前，李为才，张玲.初中化学教材中“酸雨模拟”探究实验的改进[J].化学教育，2011（7）：58-59.
（责任编辑 罗 艳）
[关键词]氧气性质实验；硫的燃烧实验；改进
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）17-0073-02
实验是化学的基础，是培养学生创新精神和创新能力的有效途径，在知识建构的过程中起到重要作用。教材的经典实验固然有现象明显等优点，但有些实验缺点亦很明显，如实验装置利用率不高，部分实验未对废液、废气进行处理等，故不能很好地发挥其在课堂教学中的作用。在此背景下，为了让实验更好地服务于教学，河南省实验优质课比赛于2016年10月在河南南阳举行，笔者有幸参加了此次比赛，并荣获一等奖。下面就“氧气的性质实验”教学谈一谈笔者在此实验教学过程中遇到的问题以及改进的思路。
《氧气》为人教版九年级化学第二章第二节的内容，为验证氧气的化学性质（助燃性、氧化性），教材安排了实验2-2：氧气可以使带火星的木条复燃；实验2-3：硫分别在空气和氧气里燃烧；实验2-4：铁丝在空气中红热，在氧气中剧烈燃烧等实验内容以及“木炭和硫分别在空气里和在氧气里燃烧的现象不同，这说明了什么”的讨论内容。此前在教学本节内容时，笔者遇到了一些问题。例如，为了完成四个班的教学任务，需要提前制取O2，且每班至少需要制取四瓶O2，不仅存在需要携带仪器多、搬运困难的问题，而且还有制取氧气的发生装置内剩余的O2不能得到有效利用，造成资源浪费；收集的O2不易储存，逸出造成损失等问题。另外，在实验过程中还存在木炭燃烧的产物不易观察、硫燃烧造成环境污染、铁丝燃烧实验成功率不高等问题。为了提高实验效率，渗透绿色化学理念，笔者对实验进行了改进，并总结出以下经验。
一、部分氧气性质实验的改进
笔者采用图1实验装置，利用H2O2在MnO2的催化下快速制取O2，待气体均匀冒出，用两支注射器收集，橡皮泥封口后备用（如图2）。后取带火星的木条靠近瓶口，观察到木条复燃（如图3），说明氧气支持燃烧。将单孔塞拔去，将引燃后的细铁丝伸入集气瓶，观察铁丝在氧气中燃烧的现象（如图4）。
利用一套快速制取O2的实验装置，完成了氧气的收集、带火星的木条复燃、铁丝的燃烧等实验，减少了很多前期准备工作，且氧气的供给充足，大大提高了实验的成功率。
二、硫燃烧实验的改进
为了完成硫在空气和氧气中的燃烧对比实验，且消除生成的SO2对环境的影响，与此同时利用生成的SO2模拟酸雨的形成及其危害，增强实验的探究性和趣味性，增强学生对“SO2是一种空气污染物”的理解，笔者改进了实验装置并增加了相应的实验内容。
1.实验装置
①实验仪器及药品：标本瓶、注射器、长颈漏斗、Y形管、气球、止水夹、玻璃管、铁丝球、碎砖块、花瓣、碳粉、镁带、H2O2、NaOH、硫粉。
②组装步骤：如图5，将多孔塞塞入标本瓶，多孔塞上分别连有经改良的长颈漏斗（长颈漏斗的另一端与Y形管相连，Y形管一支与盛有150 mL空气的注射器相连，另一支与盛有150 mL氧气的注射器相连）、盛有50 mL氧化剂H2O2（或尾气处理剂NaOH溶液）的注射器、气球（系在玻璃管上，玻璃管下端挂有花瓣、pH试纸、镁带等挂件）。
2.实验步骤
a.将包裹碎砖块的铁丝球（受热快、保温效果好，且无焰色反应）受热后放入经改良的长颈漏斗，将硫粉洒在灼热的铁丝球上，打开止水夹1，推入空气，硫粉燃烧产生微弱的淡蓝色火焰。打开止水夹2推入氧气，硫粉燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。硫粉在空气、氧气中的燃烧对比，体现了氧气的助燃性。
b.将H2O2溶液推入，模拟酸雨的形成。一段时间后观察到挂件上的pH试纸变红及红色花瓣的颜色褪去，镁带被腐蚀。模拟酸雨的形成及危害增强了学生对“SO2是一种空气污染物”的认识与理解，体现了知识的连续性。将盛有H2O2溶液的注射器换成装有NaOH溶液的注射器，推入NaOH溶液来处理废液和废气，体现了绿色化学理念。
除了上述改进，笔者还增强了学生小组实验的目的性，通过对实验报告的设计及实验结果的处理，加强了实验内容与教材的联系，提高了学生的实验效率，完善了学生的知识 体系。如在完成实验现象的记录后，引导学生对比木炭与硫分别在空气、氧气中的燃烧现象得出结论：可燃物在氧气中比在空气中燃烧剧烈；氧气化学性质活泼，体现为助燃性和氧化性；对比硫燃烧和铁丝燃烧时瓶底留水的原因分析可知：一些实验加入碱液或者留水是为了处理废气或吸收热量，体现了绿色化学理念。
此次改进，效果明显，同时也存在一些问题，如实验装置略显笨重；有些操作虽无危险，但对操作者的操作熟练程度要求较高；等等。因此，实验创新就像摸着石头过河，只有多琢磨、多请教、多实践才有可能日趋完美。
总之，不囿于成见，不断创新，是科学发展的不竭动力，也是教育教学发展的关键因素。作為一线教师，我们要注意在科学探究中渗透优良品质，并有意识地训练、培养学生这方面的品质，使学生的核心素养得到有效提升，使实验课堂充满生机与活力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书·化学（九年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2012：33.
[2] 汪希清.实验室“硫燃烧实验”改进及意义[J].科学教育研究，2015（3）：123.
[3] 贺瑞红.从污染性角度谈“硫燃烧”实验改进[J].新课程（中学），2015（1）：18-19.
[4] 童昌.对硫分别在空气和氧气里燃烧实验的改进[J].化学教育，2013（1）：71-72.
[5] 杨国萍，齐俊林.硫在氧气中燃烧实验的新方法[J].化学教学，2016（2）：69-71.
[6] 李德前，李为才，张玲.初中化学教材中“酸雨模拟”探究实验的改进[J].化学教育，2011（7）：58-59.
（责任编辑 罗 艳）