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化学实验是发现和验证化学原理获取化学知识的重要途径。只有合理的实验设计才能得出正确的结论。化学教师在教学实践中要熟悉教材,特别是教材中的实验设计,对每一个实验都要提前试做,做到有的放矢,成功的实验才能得出正确的实验结论,不易成功的实验不做,应该改进后再做。在教学中有下列所见所思,望专家及各位同仁斧正。
初中化学一直以来在讲到催化剂概念时,都设计有氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解制得氧气。人教版2001年3月第一版(全一册)教材只有氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解制得氧气的实验。新人教版教材2006年4月第二版以二氧化锰作催化剂常温下分解过氧化氢制取氧气的实验讲解催化剂为主,以氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解制得氧气的实验为辅。能作催化剂的物质应在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。在用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的实验中,由于二氧化锰中含有氧元素,实验过程中要验证生成的氧气是否是二氧化锰分解得到。一次实验中,在加热检验二氧化锰的性质时,伸入带火星的木条到试管内时,带火星的木条没有熄灭,而是明亮了一些,疑是二氧化锰不纯(其中混有高锰酸钾或氯酸钾),在保证药匙和试管干净的条件下另取不同试剂瓶中的二氧化锰加热,仍能使带火星的木条明亮。又疑是二氧化锰中有水分导致。查阅资料知道,二氧化锰在温度达到535℃能分解(见二氧化锰试剂瓶标签说明书),水分解的温度极高,超过1000℃以上。普通的酒精灯在酒精纯度极高和燃烧条件好时其外焰的温度可以达到535℃(酒精灯外焰的温度在400℃-600℃)(人教版2012年6月第一版《九年级化学上册教师教学用书》第35页,以工业酒精为燃料,最高温度可达800℃)。加热氯酸钾和二氧化锰的混合物后回收二氧化锰其质量与理论值也有差距。在这个反应中我认为二氧化锰也有分解,其质量会减少,如果不做严谨的实验验证,因二氧化锰确能加快氯酸钾发生分解反应的速率而作该反应的催化剂。因此,我认为教材安排此实验不妥。
在电解水的实验中,为增强水的导电性,教材实验设计的说明指出可以加入稀硫酸、氢氧化钠、硫酸钠作电解质,我认为加入含氢、氧元素的电解质增强水的导电性也不严谨,因为学生会从化学反应前后元素的种类不变得出生成的氢气和氧气可能是电解质反应生成的,我认为应加入不含氢氧元素且不会电解而生成别的物质的物质作电解质。且加入氢氧化钠在电解水实验中,因氢氧化钠显碱性(或氢氧化钠易与二氧化碳反应变质生成的碳酸钠)在实验中产生一定量的泡沫而影响实验效果。教材中测定空气里氧气的含量时,安排了(2012年6月人教版第27页图2—3)的实验,从原理上讲是无懈可击的,但要保证此实验成功的要素很多,①装置的气密性要特别良好。②要在导气管中先充满水。③选择的物质要能在空气中燃烧、要过量、生成物不能是气体。④要冷却到室温才能打开弹簧夹。实验中由于气密性很难达到要求,该实验成功的几率太小,许多任课教师在多次做该实验都不成功或效果不理想(与理论值差距大),因此,该实验只能作讲解测定空气中氧气的原理用。要测定空气中氧气的含量需改进实验装置,借助量筒在较小的易密闭的容器中进行。
初中化学一直以来在讲到催化剂概念时,都设计有氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解制得氧气。人教版2001年3月第一版(全一册)教材只有氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解制得氧气的实验。新人教版教材2006年4月第二版以二氧化锰作催化剂常温下分解过氧化氢制取氧气的实验讲解催化剂为主,以氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解制得氧气的实验为辅。能作催化剂的物质应在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。在用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的实验中,由于二氧化锰中含有氧元素,实验过程中要验证生成的氧气是否是二氧化锰分解得到。一次实验中,在加热检验二氧化锰的性质时,伸入带火星的木条到试管内时,带火星的木条没有熄灭,而是明亮了一些,疑是二氧化锰不纯(其中混有高锰酸钾或氯酸钾),在保证药匙和试管干净的条件下另取不同试剂瓶中的二氧化锰加热,仍能使带火星的木条明亮。又疑是二氧化锰中有水分导致。查阅资料知道,二氧化锰在温度达到535℃能分解(见二氧化锰试剂瓶标签说明书),水分解的温度极高,超过1000℃以上。普通的酒精灯在酒精纯度极高和燃烧条件好时其外焰的温度可以达到535℃(酒精灯外焰的温度在400℃-600℃)(人教版2012年6月第一版《九年级化学上册教师教学用书》第35页,以工业酒精为燃料,最高温度可达800℃)。加热氯酸钾和二氧化锰的混合物后回收二氧化锰其质量与理论值也有差距。在这个反应中我认为二氧化锰也有分解,其质量会减少,如果不做严谨的实验验证,因二氧化锰确能加快氯酸钾发生分解反应的速率而作该反应的催化剂。因此,我认为教材安排此实验不妥。
在电解水的实验中,为增强水的导电性,教材实验设计的说明指出可以加入稀硫酸、氢氧化钠、硫酸钠作电解质,我认为加入含氢、氧元素的电解质增强水的导电性也不严谨,因为学生会从化学反应前后元素的种类不变得出生成的氢气和氧气可能是电解质反应生成的,我认为应加入不含氢氧元素且不会电解而生成别的物质的物质作电解质。且加入氢氧化钠在电解水实验中,因氢氧化钠显碱性(或氢氧化钠易与二氧化碳反应变质生成的碳酸钠)在实验中产生一定量的泡沫而影响实验效果。教材中测定空气里氧气的含量时,安排了(2012年6月人教版第27页图2—3)的实验,从原理上讲是无懈可击的,但要保证此实验成功的要素很多,①装置的气密性要特别良好。②要在导气管中先充满水。③选择的物质要能在空气中燃烧、要过量、生成物不能是气体。④要冷却到室温才能打开弹簧夹。实验中由于气密性很难达到要求,该实验成功的几率太小,许多任课教师在多次做该实验都不成功或效果不理想(与理论值差距大),因此,该实验只能作讲解测定空气中氧气的原理用。要测定空气中氧气的含量需改进实验装置,借助量筒在较小的易密闭的容器中进行。