導(dǎo)語(yǔ)：注射器設(shè)計(jì)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:文中巧妙組合兩個(gè)注射器，研制出一套化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。利用該裝置設(shè)計(jì)出混合物性質(zhì)、二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)等實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了化學(xué)教學(xué)的直觀性，有利于學(xué)生深化基礎(chǔ)知識(shí)，提升理性思維，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)，提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞:自制教具;注射器組合;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

受賈同全老師［1］的啟發(fā)，筆者將兩個(gè)注射器(規(guī)格可以相同也可以不同)巧妙組合，自制了一套實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置既能用來(lái)優(yōu)化教科書上已有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，也能用于設(shè)計(jì)教科書上沒(méi)有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下面以混合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)為例，介紹該化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)及使用方法。

一、混合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

目前使用的多個(gè)版本的初中化學(xué)教科書都強(qiáng)調(diào)“組成混合物的各種成分之間沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它們各自保持著原來(lái)的性質(zhì)”［2－3］，但是不少學(xué)生感覺(jué)該陳述較抽象，不好理解。針對(duì)該內(nèi)容，筆者將兩個(gè)注射器組合起來(lái)設(shè)計(jì)有關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而直觀地證明混合物各成分均保持各自原來(lái)的性質(zhì)。(一)實(shí)驗(yàn)用品。30mL注射器(確?；钊臐?rùn)滑性好、針筒的透明度好)，玻璃導(dǎo)管，玻璃旋塞，乳膠管，澄清石灰水，氧氣，二氧化碳?xì)怏w等。(二)實(shí)驗(yàn)裝置。新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1(夾持裝置略)。(三)實(shí)驗(yàn)步驟。①準(zhǔn)備兩個(gè)30mL注射器，在注射器A中先后抽入20mL氧氣與4mL二氧化碳?xì)怏w，在注射器B里抽入5mL澄清石灰水。②借助導(dǎo)氣管、乳膠管將兩個(gè)注射器與兩個(gè)玻璃旋塞按圖1所示連接起來(lái)(注意使玻璃旋塞C、D均處于關(guān)閉狀態(tài))。③打開玻璃旋塞C，緩緩拉動(dòng)注射器B的芯桿，將注射器A中的混合氣全部吸入注射器B的針筒里。④關(guān)閉玻璃旋塞C，然后輕輕振蕩注射器B針筒里的混合物，立即觀察到澄清的石灰水變渾濁。⑤打開玻璃旋塞D，將注射器B針筒里的殘留氣體緩緩?fù)瞥?，同時(shí)將帶火星的木條放在導(dǎo)管口，觀察到木條立即復(fù)燃。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理實(shí)驗(yàn)用品，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(四)現(xiàn)象分析。①氧氣與二氧化碳?xì)怏w組成的混合氣體可以使澄清的石灰水變渾濁(Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O)，從而證實(shí)原混合氣體中二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變。②氧氣與二氧化碳?xì)怏w組成的混合氣體在與澄清的石灰水充分反應(yīng)后剩下的氣體(主要是氧氣)能使帶火星的木條復(fù)燃，充分說(shuō)明原混合氣體中氧氣的化學(xué)性質(zhì)也沒(méi)有改變。(五)實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)。①實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，不僅可以用于教師的演示實(shí)驗(yàn)，也能作為學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，甚至用于師生的課外探究活動(dòng)。②實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)混合物的性質(zhì)、深化混合物的概念。

二、二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

目前使用的各個(gè)版本的初中化學(xué)教科書都沒(méi)有安排二氧化碳?xì)怏w與氫氧化鈉溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，而是直接給出有關(guān)的化學(xué)方程式［4－5］。為了增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)踐性，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，筆者利用兩個(gè)注射器自制實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)了二氧化碳?xì)怏w與氫氧化鈉溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在有水干擾的情況下，證實(shí)了二氧化碳?xì)怏w能與氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(一)實(shí)驗(yàn)用品。30mL、50mL注射器(確?；钊臐?rùn)滑性好、針筒的透明度好)，玻璃導(dǎo)管，玻璃旋塞，乳膠管，二氧化碳?xì)怏w，氫氧化鈉溶液等。(二)實(shí)驗(yàn)裝置。新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2(夾持裝置略)。(三)實(shí)驗(yàn)步驟。①用排水法收集一瓶高純度的二氧化碳?xì)怏w，備用。向一個(gè)小燒杯里注入適量的氫氧化鈉溶液，備用。②準(zhǔn)備一個(gè)30mL的注射器(即圖2中注射器A)，在其中抽入10mL稀鹽酸;準(zhǔn)備一個(gè)50mL注射器(即圖2中注射器B)，在其中抽入40mL二氧化碳?xì)怏w。③借助導(dǎo)氣管和乳膠管，將兩個(gè)注射器與兩個(gè)玻璃旋塞按圖2所示連接起來(lái)，并確保旋塞C以下的導(dǎo)管內(nèi)充滿氫氧化鈉溶液、旋塞D左邊導(dǎo)管內(nèi)充滿稀鹽酸。連好裝置后，要使兩個(gè)玻璃旋塞都處于關(guān)閉狀態(tài)。④打開玻璃旋塞C，緩緩拉動(dòng)注射器B的芯桿，吸入大約5mL氫氧化鈉溶液(此時(shí)注射器活塞處于大約45mL刻度處)。隨后，關(guān)閉玻璃旋塞C，輕輕振蕩注射器B針筒內(nèi)的氣、液混合物，以促進(jìn)二氧化碳?xì)怏w與氫氧化鈉溶液充分接觸。稍后，停止振蕩，可以觀察到注射器B活塞緩緩向下推進(jìn)，并最終停留在大約10mL刻度處。這說(shuō)明二氧化碳?xì)怏w的體積減少了35mL。⑤打開玻璃旋塞D，緩緩?fù)苿?dòng)注射器A的芯桿，將稀鹽酸推入注射器B針筒里，立即觀察到注射器B針筒里的溶液中快速冒氣泡，同時(shí)注射器B活塞緩緩向上移動(dòng)。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理實(shí)驗(yàn)用品，引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(四)現(xiàn)象分析。①盛有40mL二氧化碳?xì)怏w的注射器B吸入5mL氫氧化鈉溶液后，二氧化碳?xì)怏w的體積減少了35mL。5mL氫氧化鈉溶液中最多含有5mL的水。這些水通常最多可以溶解5mL二氧化碳?xì)怏w，另外30mL的二氧化碳?xì)怏w顯然是被氫氧化鈉溶液吸收了。這從定量的視角［6］，證實(shí)了二氧化碳?xì)怏w能夠跟氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O)。②將10mL稀鹽酸推入注射器B的針筒里，溶液中立即冒氣泡，說(shuō)明該反應(yīng)產(chǎn)生了氣體(Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)。顯然，能與鹽酸反應(yīng)放出氣體的物質(zhì)一定不是氫氧化鈉(因?yàn)辂}酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生的是中和反應(yīng))，應(yīng)該是二氧化碳?xì)怏w與氫氧化鈉溶液混合后產(chǎn)生的新物質(zhì)。這又從檢驗(yàn)產(chǎn)物的視角，確認(rèn)二氧化碳?xì)怏w能跟氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(五)實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)。①上述實(shí)驗(yàn)教具，不僅定量地證明了二氧化碳?xì)怏w能與氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又定性地證實(shí)了二氧化碳?xì)怏w能與氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這樣的設(shè)計(jì)有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)探究的多種途徑和科學(xué)研究的多種方法。②整個(gè)實(shí)驗(yàn)系列化，流程一氣呵成，現(xiàn)象直觀有趣，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心，增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益。

三、結(jié)語(yǔ)

注射器作為簡(jiǎn)單易得、材質(zhì)穩(wěn)定的透明容器，已成為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要器材，也是化學(xué)教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的重要器具。依托注射器的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大都具有操作簡(jiǎn)便、節(jié)省藥品、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。只要我們一線化學(xué)教師與時(shí)俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新、追求卓越，就能圍繞注射器開發(fā)出更多更好的實(shí)驗(yàn)素材和實(shí)驗(yàn)教具，從而豐富基層學(xué)校的實(shí)驗(yàn)資源和教育裝備，為化學(xué)教學(xué)開展素質(zhì)教育搭建更加廣闊的活動(dòng)平臺(tái)。

參考文獻(xiàn):

［1］賈同全．例析一套多功能實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新［J］．化學(xué)教學(xué)，2019，(8):74－76．

［2］課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心．義務(wù)教育教科書•化學(xué)(九年級(jí)上冊(cè))［M］．北京:人民教育出版社，2012:27．

［3］北京市仁愛(ài)教育研究所．義務(wù)教育教科書•化學(xué)(九年級(jí)上冊(cè))［M］．北京:科學(xué)普及出版社，2012:24．

［4］課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心．義務(wù)教育教科書•化學(xué)(九年級(jí)下冊(cè))［M］．北京:人民教育出版社，2012:57．

［5］中學(xué)化學(xué)國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組．義務(wù)教育教科書•化學(xué)(九年級(jí)下冊(cè))［M］．上海:上海教育出版社，2015:46．

［6］陳立銘，李德前．基于量的角度設(shè)計(jì)“氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)［J］．化學(xué)教育，2014，(23):50－51．

作者:常鳴 李德前 單位:江蘇省徐州市第三十一中學(xué)