应用启普发生器原理进行实验创新的研究

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1、应用启普发生器原理进行实验创新的研究摘要：在制取有毒气体、无毒气体及其性质的实验中，在定量测定浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率影响的研究中，应用启普发生器原理进行实验创新，增强验证性实验的探究性,从而更好地启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。关键词:启普发生器原理实验创新实验探究一、提出课题化学学科的重要特征之一就是以实验为基础。化学实验能够激发学生学习化学的感知兴趣和操作兴趣，从而有助于教师引导学生规范操作、仔细观察、积极思考、分析研究变化的实质、概括得出结论；化学实验能

2、够激发学生的探究兴趣和创造兴趣，从而更好地发展学生的想象力和创造精神，推动学生形成较高的科学素养；化学实验能够创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。实验创新是一种基于实验的探究活动，从实验教学的外显形式来看，它不仅包括探索性实验，而且还包括验证性实验。当前的化学实验教学改革，尤其要注意增强验证性实验的探究性。它对于促进学生科学素养的全面发展，有效落实化学课程目标，具有不可替代的作用[1]。气体制备实验是培养学生实验能力重要的

3、一方面，引导学生探究其原理、装置的特点，不难发现依据制取H2、O2、Cl2、H2S、SO2、CO2、NO、NO2、C2H2等气体的反应原理，均可选择固-液不加热型装置。在诸多形式的装置中，启普发生器应是首选。这是因为启普发生器具有鲜明的优点：方便快捷并能控制反应随时发生、随时停止。但是，药品用量大、反应过于剧烈及放热过多等问题也限制了启普发生器的广泛使用。如何改进才能拓展其优点，提高其实用价值，使其成为教学中培养学生探究能力的重要载体？下面便是应用启普发生器原理，对有关的一些实验进行改进创新，进行实验探究的研究

4、过程和收获。二、实验研究的装置设计组织学生讨论启普发生器的工作原理，要求每组学生在给出的仪器中选出部分仪器组装成能够随时发生、随时停止的气体发生装置。经评价总结得到下列简易装置：11在此基础上，进一步引导学生发散思维，查阅相关资料，得出下列装置[2]：关于上述装置的一些说明：(1)由于装置中的硬质玻璃管耐热,所以克服了实验室中常用的启普发生器不能加热、不能用于放出大量的热的反应的局限性，如：用于制取NO2、C2H2（注意要将CaC2用带2-3个小孔的塑料包好）；(2)由于硬质玻璃管的长短可自由选择，所以克服了所

5、需反应液多少不好控制的局限性。(3)由于硬质玻璃管粗细均匀，可标记上体积刻度，所以可用于定量测定。以下是笔者和学生一起，应用启普发生器原理进行实验改进创新和实验探究的几个典型例子。三、实验创新及探究活动探究1铜与浓、稀硝酸的反应及其气体产物的性质实验（1）课本上常规实验如右图所示。实验时发现有如下几点不足：a.装置左边的试管中有空气，易使产生的无色NO生成NO2，影响气体产物的判断；b.难以及时终止铜片和浓、稀硝酸的反应，从而造成污染程度大；c.难以收集产生的气体，无法连续进行气体的其它性质的实验探究。d.铜与

6、浓、稀硝酸反应不能在同一装置中连续进行，且铜与稀硝酸的反开始缓慢，耗时较长。（2）改进实验对于有毒气体（NO2、NO、H211S等）的制取及其气体性质实验，既要控制反应的随时发生和停止，又要便于废气和废液的处理。此装置可以改变原使用的仪器和试剂的用量，达到既保护环境，同时又增加了实验的观赏性效果。实验用品：硬质玻璃管（约20cm）、普通漏斗1个、弹簧夹K1、玻璃活塞K2、单孔塞、铁架台、镊子、打孔到一半的胶塞、注射器(20mL)3个、蒸馏水、浓硝酸（69%）、铜片、饱和NaOH溶液。实验步骤、现象及结论解释：①

7、铜与浓硝酸的反应：组装如上图所示装置，检查气密性后，在右侧管中加入约1g的铜片(见图1)，由漏斗加6mL15.6mol/L（约69%）浓硝酸至没过支撑体，铜片立即与浓硝酸反应，产生的红棕色NO2气体将右侧管中的空气徐徐排出(见图2)，至满时立即关闭K2，气体将溶液压进左侧漏斗中。铜片被支撑网拖住，反应即刻终止。关闭K1，则得到了一定体积的NO2。当再依次打开K1、K2时，浓硝酸又与铜片接触立即反应，这样便可达到随时控制NO2的产生和停止的目的。塞上胶塞M（打孔到一半，便于后续实验操作）。接下来可以连续做铜与浓硝

8、酸反应产生的NO2气体的性质实验：Ⅰ.压强、温度对2NO2N2O4反应化学平衡移动的影响：用注射器针管收集一定体积的NO2,堵上胶塞,抽、拉气体或将针管置于热水、冰水中，对比观察气体颜色的变化。Ⅱ.NO2与水反应产物的性质：在K2导管处放入湿润的KI淀粉试纸，打开K2，试纸变蓝(见图3)，说明NO2有氧化性。在实验Ⅱ后，打开K2，由胶塞M处，用注射器1推入1mL水，发现红棕色变浅(见图