化学实验思考VIP免费

新教材中几个实验问题的思考新教材中的化学实验在形式与内容上有了很大的改革和创新。但对某些实验的科学性、安全性和简约性关注不足，笔者对其中的几个问题进行了反思，提出了自己的一些观点。新编高中化学教材（下称“新教材”）中的化学实验在形式与内容上有了很大的改革和创新，如几乎每个实验都以图示的形式展示其全部操作过程；充实了不少新实验如“家庭小实验”、“选做实验”；合理改进了老教材的实验；每项学生实验内容前有“导入语”、后有“问题和讨论”等。既体现了实验是学好化学的基础，又鲜明地突出了实验的指导思想、科学方法及实际运用，为教师的教学和学生的学习留下了更多、更广阔的空间，符合全面发展人的能力和社会科技发展的要求。但新教材对某些实验的科学性、安全性和简约性关注不足，笔者对其中的几个问题进行了反思，现提出自己的一些观点。一、实验方法要科学严谨新教材“学生实验三（一）4、燃烧钠制取过氧化钠”的操作，如图一。此实验的设想是，当钠开始燃烧后，热气体从玻璃管上方排出，新鲜的空气从下口进入，形成对流以期给反应提供充足的氧气。但笔者经反复试验后发现存在如下问题：图一当钠开始燃烧后，钠熔化而粘在玻璃内壁上。如倾斜玻璃管并加热金属钠，玻璃管确实可起到一定的“烟囱”作用，形成一定的空气对流，钠表面完全燃烧。但贴着玻管内壁的那部分钠的产物往往是灰色的，如将其取出置于水中有钠和水反应的明显迹象，说明燃烧产物中还含有一定量的金属钠，不全是过氧化钠，实验效果并不理想。试用流体力学原理可以解释上述现象，当空气进入管道时由于气体分子间的摩擦而产生粘滞现象，管内中心部分的气体分子运动得较快，可使钠获得充足的氧气而生成过氧化钠；贴近管壁的气体分子运动速度几乎为零。因难以获得充足的氧气，粘在管壁的钠只有部分被氧化。在狭长的玻璃管内形成的对流效果远不如在敞开环境中好。实际上，制取过氧化钠最好的方法就是把钠放在蒸发皿中燃烧，操作简便，效果明显；且取用过氧化钠也方便，可避免钠球在玻璃管内未燃烧前滚落、玻管在燃烧及冷却时易破裂等毛病。作为教材中的化学实验，其方法更要严谨，整个实验原理、实验操作程序和方法必须与化学理论知识和化学实验方法相一致，而且把科学思想与科学方法渗透到其中。二、实验材料要安全可靠新教材“实验2－4钠与水反应产物氢气检验”的材料，采用生活中很容易找到的塑料瓶，如图二。此法虽然突出了教材中“家庭小实验”灌输给学生“开动脑筋，到生活中广泛收集实验材料，为我实验所用”的思想，但忽略了材料的性能是否符合安全要求。笔者认为这个实验主要存在以下不安全隐患：图二⒈塑料瓶熔点低，不能做高温反应容器。实验中因钠与水反应的剧烈放热，使金属钠很快熔化而脱离大头针，浮到瓶子上方的水面在不停地游动。无序快速运动中的钠球接触塑料瓶壁时，会熔化塑料瓶壁，钠球就极有可能喷射而出。笔者在演示实验时发生过，射出的钠球险些击中学生的眼睛。有人认为钠的熔点低，熔化的钠球本身的温度不会太高，这可能是一种错觉。因为反应放出的大量热，熔化了钠球甚至可以点燃所产生的氢气，足见钠球本身的温度是很高的，而用做塑料瓶材料的聚乙烯熔点只有110—115℃，故钠球完全有可能熔穿塑料壁激射出来。⒉塑料瓶的弹力容易吸入空气而形成氢氧混合气，点燃可能发生爆炸。该实验完美的设想是，通过外力挤压使水刚好充满瓶口而排净空气，塑料瓶预留出一定空间，然后塞上带有金属钠的瓶塞，通过钠与水反应产生的氢气来填充原有的空间。由于实验中空间的预留与钠块大小的选取，都是凭经验估计的，有较大的随机性实际上每次要做到两者完美的匹配很难。反应产生的氢气，太多了易冲出瓶塞，导致下一步无法操作；太少了不能使瓶子复原，拨出瓶塞后因瓶子原有的弹力而吸入一定量的空气，此时点燃的可能是氢氧混合气。笔者反复试验（设有保护屏），出现过多次爆炸，塑料瓶被炸得碎片四溅。高温的钠球固然不会每一次将塑料瓶壁熔穿，点燃的气体也不见得每一次都会发生爆炸，但只要有一次危险发生就会可能造成严重的后果。化学实验，尤其是教材推荐的各类实验，在材...