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引发“失败”实验中蕴藏的正能量

发布时间:2016-10-31  点击量:

【摘要】老师对实验中出现的非预设的实验现象能够给出合理的解释并能够适时地引导学生去分析原因,设计新的实验方案,并能够通过实验改造打造绿色课堂,给同学们灌输“低碳”化学思想,增强学生的环保意识。 
  【关键词】“失败”实验 探“异” 创新 低碳 
  【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)21-0241-01 
  在我们平日的实验教学中由于多种因素的影响,往往会出现一些非教材预设的实验现象,对待非预设的现象,我们应当能够马上应对,最终不但能够完成预定的教学目标,并让学生在这样的突发事件中别有一番收获。当然此处的“失败”实验还包括课堂中浪费较大且造成污染较严重的实验,改造它们,使化学课堂“绿色化”、“低碳化”,并通过这些“创新”进一步培养学生的探“异”精神。 
  一、及时处理课堂偶发的“失败”实验,“将错就错” 
  一个实验在准备室里成功试做,但不一定会在教学过程中获得成功,有时会有一些意想不到的“偶发”现象发生。作为教师不仅要能预见到可能产生的偶发现象,还要用学生可以接受的化学理论知识马上对非预设的现象进行解释。 
  例1、向二氧化硫水溶液,滴加氯化钡溶液,再滴加过氧化氢溶液,振荡。 
  此实验目的是为了证明二氧化硫具有还原性,向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液,预设的实验现象当是无任何现象,再滴加过氧化氢溶液后才能产生白色沉淀,但是这个实验在多数情况下在第一步的时候就开始产生沉淀,说明此时的沉淀已经是硫酸钡了,这个现象很显然与我们的预设的大相径庭。通过引导同学我们发现二氧化硫水溶液及氯化钡溶液已经配置了一段时间了,进而想到空气里的氧气是否已经把部分的硫由+4价氧化至+6价,在这个时候我们再进行第二步实验,发现沉淀明显增多,通过刚才的分析同学们很容易就会领会氧气、双氧水都可以氧化二氧化硫,进一步证明了二氧化硫具有还原性。 
  例2、锌铁原电池实验,用稀硫酸作电解质溶液。 
  当锌块与铁块分别放在稀硫酸中均有气泡中产生,当锌块与铁块同时分别放入U型管的两端并连上导线形成通路时,按照预设的实验现象锌块上当无实验现象,铁块上有气泡冒出,但实验现象经常是锌块和铁块同时都冒气泡,如果这点解释不通,书本上结论就无法验证,但是只要通过引导学生观察锌块在与铁块连线前后冒气泡的速度,以及锌块是含有一定量的杂质的,学生非常容易就会联想到锌块本身就是一块原电池,,所以尽管与铁连线形成通路,其上依然冒出气泡。 
  二、用“失败”实验激发学生创新意识 
  实验失败了,不光要引导学生积极地探求原因,找到症结,而且还要能够使学生在我们的“循循善诱”中开辟新思路。 
  例3、用氢氧化钠和硫酸亚铁制备氢氧化亚铁以及氧化成氢氧化铁的实验。 
  因为亚铁离子非常容易被氧化成铁离子,从实验室准备的硫酸亚铁到课堂上演示时就有一部分被亚铁离子被氧化成铁离子,即使事先在硫酸亚铁溶液中放入铁粉,在上层溶液也还有很多的铁离子,实验中看不到氢氧化亚铁是白色的现象。这是我们需要引导同学们注意如何才能避免亚铁离子被氧化是实验的关键。在一次课堂上,就这个问题我跟同学们探讨了两个实验方案并且通过实验成功。 
  方案1、以硫酸亚铁试剂为原料,配制时加入一定量的铁粉,以防止Fe2+氧化,盛入洗净的小医用注射瓶中,注满,盖好胶塞。直接将新制的硫酸亚铁溶液滴入氢氧化钠溶液,让学生观察实验现象,同学们会很明显地观察到灰绿色的沉淀,接着我用医用针筒吸取硫酸亚铁溶液(动作慢些,谨防进入空气),然后倒立针筒,再慢慢吸入氢氧化钠溶液(经热处理后,也盛放在洗净的小医用注射瓶中,注满,盖好胶塞),用胶塞塞住针头,这时学生可以清楚的观察到:针筒内将陆续有白色沉淀产生。 
  方案2、用一支长胶头滴管取新制亚铁离子溶液,然后快速将其插入至微热一段时间后的氢氧化钠溶液的底部,随后将胶头滴管中的液体挤出,同样也可以看到有白色的氢氧化亚铁生成。 
  例4、颜色反应实验。 
  按照课本的要求要用铂丝(或其它金属丝)蘸取不同盐溶液在酒精灯上灼烧,烧过后要用盐酸洗涤铂丝。这样的实验步骤繁琐,而且往往焰色会互相干扰,怎样才能把这些盐溶液完全分开互不干扰呢,我们可以剪一小段滤纸条,用笔在滤纸条上写上各盐的名称,将小滤纸条浸泡在各种盐的饱和溶液里,片刻后取出晾干,用镊子夹着含有不同盐的滤纸在酒精灯外焰上灼烧,现象同样快速而明显。 
  三、低碳实验,打造绿色课堂 
  有些实验不可避免地会产生一些污染大气的有毒物质对我们教学环境带来一定的危害;有些实验成本较高,会造不必要的浪费,可以通过适当改造它们,进而改善上述情况。 
  例5、浓硫酸使蔗糖炭化的实验。 
  课本上是把蔗糖放入烧杯里,然后滴加浓硫酸,再向其中滴加少量的水,然后用玻璃棒搅拌,片刻间蔗糖变黑,体积膨胀,用玻璃棒拔出一个大黑炭砣子。化学反应方程式是:C12H22O11→12C+11H2O,该实验并不难做,但是,由于有强氧化性的浓硫酸参与该反应,常有SO2释放出来,而且由于学校条件的限制,大多实验在教室内演示,这样以来就污染教室环境。我们不妨可以在培养皿里放进适量的NaOH溶液,把小一点的烧杯放在NaOH溶液里,该烧杯上罩一只较大一点的烧杯(NaOH溶液能够封闭较大的烧杯下口),SO2被NaOH溶液吸收,进而防止其污染环境。 
  例6、钠燃烧的实验。 
  课本设计的实把钠放在坩埚里加热让学生观察现象,可是坩埚底部实验现象,坐在下面的学生根本看不到钠燃烧的全过程,只看到有大量的烟冒出,反应后产物过氧化钠的颜色也很难观察。还有的教材设计将钠的燃烧放在石棉网上进行的,这样实验后的石棉网就不能再次使用了,造成很大的浪费,而用玻璃管加热又很容易破裂。我们结合加热铝箔的探究实验得到:铝箔即使打磨过在空气也很快生成新的氧化膜,即使熔化也不滴落,设想用较薄铝片做燃烧钠的载体。实验步骤:用一个正方形的较薄的铝片,取一粒绿豆大小的钠吸干煤油后放在铝片中央,用镊子夹住正方形的一角,平端着在酒精灯外焰上加热,钠很快熔化,燃烧,实验证明现象快速而明显,而且反应完后可以观察到生成的淡黄色的过氧化钠固体。实验后铝片可清洗擦干再用。 
  综上所述,“失败”的实验只要我们能够利用好,改造好,就能够引发其中蕴藏的正能量,进而不光达到预设的教学目标,还能让同学另有一番收获。


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