中学教材中金属燃烧实验的改进.pdf
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1、2023 年第7期实验改进与创新中学教材中金属燃烧实验的改进张莎莎1,李周平2(1.山东省博兴第二中学,山东滨州 256500;2.首都师范大学附属滨州中学,山东滨州 256600)摘要:中学教材中金属燃烧实验的不足分别是:铁和铝在氧气中燃烧的实验需要较高的温度,难以点燃;铁和铜在氯气中燃烧时,氯气逸出会对环境造成污染;铁在硫中燃烧时副产物较多,同时也会污染环境。对教材中的实验进行改进,用尽可能少的试剂来获得明显的实验效果,在增强实验趣味性的同时,培养了学生的创新思维能力。关键词:金属;燃烧实验;高温;污染环境;创新思维;微型化DOI:10.19935/ki.1004-2326.2023.07
2、.020新教材中学生探究性实验越来越多,但在实际教学中,许多教师并没有让学生完成探究实验,而是在上课的过程中讲实验或者通过视频看实验,讲实验和听实验并不能培养学生的动手能力和创造能力。笔者通过问卷调查,发现有些落后的地区实验条件差,学校现有的实验条件无法完成学生的探究实验;有教师认为,在课堂上让学生完成学生实验,会影响正常的教学进度。根据以上情况,笔者对教材中金属的几个燃烧实验进行了改进,收到了良好的教学效果。1铝在氧气中燃烧实验的改进山东教育出版社出版的化学九年级下册教材中铝粉燃烧实验方案:取少量的铝粉,均匀地铺在滤纸上,再将滤纸卷起来,用坩埚钳夹持,在酒精灯上点燃,迅速伸入盛有氧气的集气瓶
3、中,铝粉在氧气中剧烈燃烧。1.1教材实验的优点铝粉在氧气中剧烈燃烧,实验现象明显。1.2教材实验的不足(1)由于该实验需要在氧气中点燃,所以实验前需要收集氧气。(2)在点燃滤纸时,会有部分铝粉从滤纸中脱落,进而影响实验效果。(3)卷在滤纸里面的铝粉不能充分燃烧,影响学生对产物的观察。1.3铝粉在氧气中燃烧实验的改进方案(1)方案1:把点燃的酒精灯放在石棉网上,在胶头滴管中吸入少量的铝粉,用胶头滴管的尖嘴对准酒精灯的火焰喷洒金属粉末,瞬间看到铝粉末剧烈燃烧。(2)方案2:在蒸发皿(或小瓷碗)中加入约1 mL无水乙醇溶液,点燃无水乙醇溶液,在胶头滴管中吸入少量的铝粉,用胶头滴管的尖嘴在火焰的上方喷
4、洒金属粉末,瞬间看到铝粉末剧烈燃烧。(3)方案3:取1支白色粉笔,用小刀在粉笔上刻出一个凹槽,把刻好的粉笔在无水乙醇溶液中浸泡20 s,取出粉笔,使其凹槽朝上固定在铁架台上,取少许铝粉放在粉笔的凹槽中,点燃粉笔后铝粉立即剧烈燃烧。1.4改进优点(1)操作简单,现象明显。(2)药品用量少,节约药品。(3)仪器容易获得,安全环保。(4)在空气中燃烧,不需要制备氧气,实验的可视度高,便于学生观察产物和实验现象。(5)实验的趣味性较强,实验仪器可以反复使用。(6)实验成功率非常高,适合课堂演示实验和学生分组实验。(7)以上装置适用于所有活泼金属在氧气中的燃烧实验。2铁在氯气中燃烧实验的改进山东科学技术
5、出版社出版的化学必修第一册教材中铁、铜与氯气反应的方案是:用坩埚钳夹住一束铁丝(或铜丝),燃烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中,观察发生的现象,然后把少量的水注入集气瓶中,用玻璃片盖住瓶口,振荡,观察溶液的颜色。57SHIYAN JIAOXUE YU YIQI2023年第7期实验改进与创新2.1教材实验的优点铁丝和铜丝在氯气中剧烈燃烧,实验现象明显。2.2教材实验的不足(1)由于该实验过程中需要打开集气瓶,会使部分氯气逸出,污染环境。(2)在加热铁丝或铜丝时,加热时间短,温度低,金属不易燃烧;加热时间长,金属与氧气反应,在金属表面产生氧化膜,进而影响实验的效果。(3)金属伸入集气瓶中,玻璃片不能完
6、全盖住瓶口,产生的烟会有部分逸出。(4)反应结束后,集气瓶中可能还有未反应的氯气,缺少对氯气尾气的处理装置。2.3铁在氯气中燃烧实验的改进方案(1)方案1:在硬质玻璃管中央加入含有铁粉(或铜粉)的石棉绒,在硬质玻璃管两端分别塞上橡胶塞,在右端橡胶塞上插入一支玻璃导管,而玻璃导管的另一端插入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。用注射器从玻璃导管的左侧向玻璃管中注入10 mL氯气后,用酒精灯加热玻璃管中的铁粉(或铜粉),20 s左右在玻璃导管中观察到有棕红色(棕黄色)的烟产生。当反应结束后,用吸耳球从玻璃管的左端吹气,使玻璃管中未反应的氯气全部被氢氧化钠溶液吸收。(2)方案2:按图1所示装置检查气密性后,装
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