设计趣味实验解密气体反应的奇妙现象.doc

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1、设计趣味实验解密气体反应的奇妙现象摘要：将“趣味化学实验”引入课堂教学是提高学生学习兴趣、启迪学习灵感的有效途径。围绕高中化学“气体的性质”这一章节，在原有教材实验的基础之上设计优化了“氨气与氯化氢”、“硫化氢与二氧化硫”、“氨气与氯气”、“喷泉实验”四个适合课堂演示的趣味性实验项目，介绍了实验的设计思想、内容及特色，并对其教学效果进行了实践和分析。关键词：气体反应；趣味化学实验；实验优化设计文章编号：10057C6629(2017)l?C0068?C04屮图分类号：G633.8文献标识码：B孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。

2、”这句话告诉我们，兴趣其实是最好的老师，一个人一旦对某一事物或某种活动产生兴趣，就会全身心投入其中。因此，课堂教学中，教师除了讲授基础知识、基本技能外，更重要的一点是要培养学生的学习兴趣，激发其求知欲望，引导其进入一种积极的、主动的学习状态。化学是一门以实验为基础的科学，本文以气体反应内容为例，结合高中化学的课堂教学，谈谈笔者利用演示实验激发学生学习兴趣的教学实践。1气体反应的实验设计“气体的性质”是高屮化学屮重耍的教学内容，也是教学难点之一［1］，因为绝大多数气体无色无形，看不见摸不着，如何生动而又形象地描述气体的性质？不少教师会利用实

3、验进行辅助性课堂教学［2］，但实验应怎样设计才能吸引学生，激发其学习热情？笔者认为以下几点非常关键。一是所选内容在课堂上可当场操作演示，且实验现象要明显有趣，给学生以直观感受；二是实验过程要有悬念，能激起学生的好奇心，启迪学生学习的灵感，引发探宄的欲望；三是由实验引出诸多问题让学生思考，留给他们进一步想象和拓展的空间。现举数例如下。2实验案例2.1氨气与氯化氢的反应现行上海市高中化学教材中对氨气与氯化氢的反应是这样描述的[3]：取两根玻璃棒，分别在浓氨水及浓盐酸里蘸一下，然后将两根玻璃棒逐渐靠近但不接触，这时可以观察到在两根玻璃棒之间有白

4、烟产生（图la）。按照教材教师在课堂上演示了氨水与浓盐酸挥发然后再发生气相反应的过程，但从实际教学效果来看，留给学生的印象并不深刻。因此笔者将实验进行了如下改进：在一根长玻璃管两端塞上棉花，分别句两端同时滴入浓氨水和浓盐酸，马上用橡皮塞塞住，半分钟之后就可以看到白烟在玻璃管内生成；再仔细观察，会发现白烟的位置不在管的中央，而在靠近浓盐酸的一端（图lb）。通过改进的演示实验教学，学生理解了3个知识点，①氨水与浓盐酸分别在玻璃管的两端，距离较远，挥发扩散后才发生反应；②气体的扩散速率与气体式量有关（Graham扩散定律），在同温同压下气体扩散

5、速度与气体密度的平方根成反比，因氨气的密度小，扩散速度快，故而反应在靠近浓盐酸的一端进行；③氨气和氯化氢反应生成固体氯化铵（白烟）。与教材实验相比，改进后的实验教学效果明显好于前者2.2硫化氢与二氧化硫的反应二氧化硫和硫化氢反应，教材里是这样设计的[4]:取一瓶二氧化硫和一瓶硫化氢气体（图2a），把两瓶气体混合，观察瓶壁上有什么现象，结论是瓶壁有浅黄色同体和水珠出现，这是一个定性实验。笔者对教材实验装置进行了改进设计，采用矿泉水瓶收集两种气体（图2b）。在课堂演示时，将两瓶子撤去盖子后对接迅速用胶封住瓶门，按照Graham气体扩散定律，式

6、量小（密度小）的气体扩散速率快，因此浅黄色固体和水珠应出现在盛装二氧化硫气体的瓶内，但实验结果恰恰相反，产物主要集中在硫化氢瓶内（图2c）。这一反常现象一下子引起了?W生的兴趣，大家各抒己见。经过分析，得出了造成此实验现象的原因是：硫化氢与二氧化硫发生氧化还原反应（2H2S+S02—3SI+2H20），反应物消耗比为2:1,即在同等条件下硫化氢瓶中的压强减小更快，由于压差的存在，导致二氧化硫气体被“吸入”硫化氢瓶中，并在其中生成硫和水。此时，学生又进一步提出了疑问：既然硫化氢与二氧化硫反应使系统的压力下降，为何瓶子没冇变形呢？再对实验过程

7、中各环节进行检查和分析，得出了原因。由于实验中采用U香糖胶来封瓶U，导致装置的气密性还不够好。针对此缺陷再进行改进后，用插有短玻璃管的橡皮塞代替塑料瓶盖，两玻璃管口用乳胶管连接，中间夹以弹簧夹（图2d）。实验开始后松开弹簧夹，反应经数分钟或数小时（取决于玻璃管内径的粗细），可以看到玻璃管中生成黄色的硫，同时瓶子慢慢变瘪。以上实验结果环环相扣，过程充满悬念，给学生留下深刻印象。2.3氨气与氯气的反应高三的教材告诉我们，氨气与氯气存在两个反应:反应（1）中氨气与氯气的计量系数比为2:3,即在温度、压力相同时，反应600mL的氯气需要消耗400

8、mL的氨气。反应（2）中的系数比为8:3,即反应600mL的氯气需要消耗1600mL的氨气。于是有不少学生猜测，只有当氨气的量超过400mL时，才会发生第二个反应生成氯化铵。那么实际情况真是如