化学实验的改进与应用(上传)

1、化学实验的改进与应用炎陵一中 陈汉林化学实验的完成受各种因素（如试剂的种类、试剂的浓度、试剂的纯度、试剂的用量、试剂的添加顺序、实验方法、操作方法、仪器、装置和其它外界调条件）的制约，因此对实验的改进的方法也是多种多样的，我们可以对各种实验改进方法进行归纳总结，然后针对教材中的疑难实验，从中选择一种或多种方法对其进行改进，就能有的放失，尽快解决实验教学的难点，取得事半功倍的效果。 1 实验方法的改进：对教材所叙实验方法进行适当改进，达到操作简便、现象明显、减少污染、避免仪器损坏、减少试剂消耗等目的。 1.1 用水浴法做硝酸的不稳定性实验做硝酸的不稳定性实验若按教材【（1995年10月第二版人教

2、版化学第一册（必修）第226页】的方法（直接加热）进行，难以做到受热温度、受热时间相同，做出的结果不能令人信服，可改用水浴法做该实验，效果很好。（见1995年第11期第11页实验教学与仪器笔者已发表论文） 1.2 用沸水做蛋白质的凝聚实验教材是用直接加热法做蛋白质的凝聚实验，要求溶液不能沸腾，否则絮状沉淀将随沸腾冒出的气泡冲上，占在试管壁上而观察不到现象。若用水浴法做，虽然效果好，成功率达百分之百，但费时、费酒精。为克服以上问题，笔者通过探索，认为用沸水法做此实验，效果很好。方法是：在试管里加入约3mL水，把水加热到沸腾，停止加热，往沸水中滴几滴鸡蛋白的溶液，蛋白质立即凝成絮状沉淀，成功率达百

3、分之百。 2 实验装置的改进：对教材中的装置进行改进，起到化繁为简、操作方便、节约试剂或减少污染的目的。2.1 次氯酸的漂白性实验：先在一瓶干燥的氯气中放入少量无水氯化钙做干燥剂，然后同时放入两条红纸，一会儿润湿的红色纸条退色，而干燥的红色纸条不退色。3.2铁与水蒸气反应：2000年12月第二版人教版化学第二册（必修加选修）第93页铁与水蒸气反应实验按教材方法(见下图)做，好时多，成功率低。主要原因有（1）用烧瓶（垫着石棉网）产生水蒸气，水量多，升温慢，气流不足，水蒸气难以通过塞满石棉的硬质玻璃管，易造成水蒸气冷凝，而使试管破裂；（2）铁粉用石棉抱着难烧至红热；（3）水蒸气不能和红热铁粉充分接

4、触；（4）用排空气法收集气体，是否收到难以判断。2007年3月第三版人教版化学教材化学1（必修）第50叶铁与水蒸气反应实验(见下图)按教材方法做，虽然装置简单，操作方便，但试管易破裂成功率低。因此自教材试用以来，就不停地有论文发表在各种报刊上，对铁与水蒸气反应实验进行探讨，提出了一些新颖的方法，值得各位同仁借鉴。笔者认真拜读和实验之后认为，均有些不足，有的装置复杂，有的好时长，有的应用新知识，有的成功率不高。为此笔者经认真研究之后，设计了一套新装置，能解决以上全部问题，实验的成功率可达100。实验装置和用品(见下图) 改进之处：1、用20mm*200mm的试管代替烧瓶产生水蒸气，水量少，升温快

5、，气流足，节省时间。2、用长12cm-15cm的7mm-8mm的玻璃管代替硬质玻璃管，由于管内径小，铁粉用量少，节省试剂。且反应时有利于铁粉与水蒸气充分接触，耗时少。 3、用排水法代替排空气法收集氢气，气体收集了多少一目了然。主要步骤1、装还原铁粉：用一根小玻璃棒插入玻璃管内接近中间部位，把玻璃管插入还原铁粉内装入约1cm的还原铁粉，竖起玻璃管铁粉滑入玻璃管的中央，抽出玻璃棒，使铁粉平铺在玻璃管的中央，再按图示连好装置。2、加热和收集：用酒精灯给大试管加热，待产生的水蒸气把空气排尽后，再用酒精喷灯对着铁粉加热，同时用排水法收集气体、约1分钟铁粉发红，不断有气泡冒出。3、检验气体：把收集到的气体

6、进行检验，能听到轻微的响声。若试管内气体未收满，可把水放出，用手指堵住试管口，倒转几次，使空气和氢气混匀，再检验可听到有尖锐的爆鸣声。3 调整实验步骤：有的实验调整步骤后，可以节约时间，提高效率。 3.1 铝片与水的反应：把滴加无色酚酞试液的步骤提前，即用氢氧化钠溶液除去铝片表面的氧化膜之后，迅速用水洗尽，放入一支有少量蒸馏水洁净试管中，先滴加23滴酚酞试液（若变红，则铝片上氢氧化钠溶液未洗尽，需再洗），然后再加热，以免学生误认为生成的氢氧化铝使酚酞变红色，而使实验失败。 3.2 从草木灰中提取钾盐实验：此实验在过滤和蒸发过程中需要较长时间，可把焰色反应实验提前穿插在这里进行，不仅可使实验紧凑

7、，避免学生吵闹，而且可以结省实验时间。 4 操作方法的改进：可减少污染，节约试剂，提高实验效率。 4.1 乙炔的制取实验：试剂的添加顺序可改为，在一只大试管中加入约3mL水，用镊子夹取一块蚕豆大小的电石放在试管口（注意试管倾斜，水不倒出，电石不滑下和水接触），再塞人棉花，塞紧连着导气管的塞子，然后把试管慢慢竖起，让电石沿着试管壁滑下与水接触，迅速发生反应，再依次做性质实验。 4.2 金属钠与水反应实验：改为用铝薄包好金属钠后在刺孔，效果更好。 5 反滴法的应用：所谓“反滴法”，即与教材叙述试剂滴加顺序相反的方法。对极少数实验，效果更好。 如蛋白质的盐析实验，先在试管里加入约3mL硫酸铵饱和溶液

8、，然后滴几滴鸡蛋白溶液（不能太多），振荡试管，不仅盐析现象明显，还可节约大量的饱和硫酸铵溶液和鸡蛋清溶液（详见1998年第12期实验教学与仪器第8页笔者已发表论文）6 选择更加试剂：实验所用试剂除具有教材选用试剂的效果外，还有方便快捷，减少污染的特点。 6.1 氢硫酸与氯水反应实验：氢硫酸不稳定，污染大，可用酸化的硫化钠溶液代替，即在硫化钠的稀溶液中加入用稀盐酸酸化的饱和氯水，就可达到实验目的。6.2 比较弱酸的相对强弱实验：新教材的方法是向两支分别盛有0.1mol/L醋酸和饱和硼酸的试管中滴加等浓度的Na2CO3溶液，观察现象，没有任何反应。若把Na2CO3溶液改成Na2CO3粉末或NaHC

9、O3溶液，效果很好。 7 仪器更换：在不影响实验效果的情况下,更换仪器，以达到减少仪器损坏，减少污染等目的。 7.1 用铁片代替试管做硫粉与铁粉实验，可避免试管损坏。 7.2 用反应板代替试管做实验：如硫酸根离子的检验等实验，可节约大量试剂 8 引发条件的改变：有些实验按教材方法进行，成功率低，若改变引发条件，可使反应发生。 8.1 硫粉跟铁粉的反应：可不用酒精灯加热，改为用一根长约30cm的玻璃棒（或铁丝），将它的一端烧红，迅速插入该混合物，反应立即发生。 8.2 氢气和氯气的混合爆炸实验：此实验按教材方法进行难度大、成功率低，若改用闪光灯引爆，成功率大大提高。 9 实验设计9.1 介绍一种

10、制氧气的方法：用过氧化氢代替氯酸钾（或高锰酸钾）制取氧气，成本低，操作简便，还可使反应随时发生随时停止（装置如下图）。详见1996年第11期实验教学与仪器第35页（笔者已发表论文）。9.2 海带中碘的检验改传统的灼烧、煮沸浸取法为直接煮沸浸取法，可大大减少实验时间，避免了室内空气污染，减少酒精的浪费，降低实验的危险性，提高了成功率。将市售干海带剪成约为1cm宽6cm左右的长条，迅速洗净撕碎置于洁净的试管中，加入23ml蒸馏水，加热煮沸2分钟。冷却后，把溶液倾入另一试管，加入几滴淀粉溶液，溶液无变化(无单质碘存在)，再滴加1-2滴氯水（不能过量），发现溶液立即变为单质碘遇淀粉所呈现的特征蓝色。总之