九年级化学上册教材几个实验的改进

九年级化学上册教材几个实验的改进

化学是一门以实验为基础的学科，而实验是化学教学中科学探究的重要手段，实验教学的成功与否，直接影响学生学习化学的兴趣和持续探究的动力。因此，实验的设置应遵循易操作、更直观、更安全的原则，以促进探究活动有关目标的达成。笔者通过多年教学实践，深入地分析和认真地研究人教版九年级化学教材，对其中的几个探究实验作出了如下改进，教学效果良好。一、测定空气中氧气含量实验的改进人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册中的实验2-1（图1），利用红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶内气压减少，引起烧杯中的水沿着导管进入集气瓶，并约占集气瓶容积的1/5。但在实际操作中，常常由于装置的气密性、燃烧匙伸入集气瓶中的速度、导管内原来没有水而冷却后有残留水等问题导致实验误差太大，并且白烟扩散到空气中还会引起大气污染。为此，笔者将实验进行如下改进。图1教材中的实验装置往标记好刻度（容积分为五等份）的试管中放入一团白磷，用套有瘪气球的橡皮塞塞紧，浸入烧杯中的热水（约80℃）里加热，使白磷燃烧，如图2-a所示。待燃烧停止后，将试管放入水槽中的冷水中冷却。待白烟基本散尽后，将试管倒立于水槽中，并在水下取下橡皮塞（图2-b），试管迅速冷却。由于气压差，试管内的液面上升，约占原空间的1/5。改进后的实验采用易燃的白磷代替红磷，操作较原实验更方便。利用气球形成密闭系统，使整个反应都在密闭系统中进行，有效避免了原实验方法中影响实验成功的诸多因素，有误差更小、现象更明显、试管冷却更快、无污染等优点。图2改进后的实验装置二、有关质量守恒定律实验的改进1.人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册第90页的“活动与探究”之一：白磷燃烧验证质量守恒定律。课本中的方法是：将套有瘪气球的玻璃管烧热，再迅速伸入锥形瓶中接触在细砂上的白磷（图3），冷却后再次称量。此方法往往出现白磷燃烧后产生的有毒白烟逸出，并有外界空气与锥形瓶中空气对流等问题。为此，笔者对其进行了改进，方法如下：将橡胶塞上的长玻璃管改短并套上瘪气球，在锥形瓶口上塞紧。再将锥形瓶浸入约80℃的热水中引燃白磷（图4）。冷却后再次称量。图3教材中的实验装置图4改进后的实验装置在该实验中，白磷燃烧一直在密闭系统中进行，有效防止了有毒白烟逸出，避免了锥形瓶内气体与外界气体的交换，同时还给学生介绍了加热的另1种方法——水浴。2.人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册第90页的“活动与探究”之二：碳酸钠粉末与稀盐酸验证质量守恒定律。教材中的实验意图是：对于有气体产生的反应，若在敞口体系中进行，会因气体的逸出而减小质量，从而引导学生在分析质量守恒定律时要考虑反应产生的气体。但教材若再增补1个在密闭系统中的实验验证，则更能增加学生对质量守恒定律的可信度。为此，笔者设计了如下的增补实验（图5）：在1个空矿泉水瓶中注入适量稀盐酸，瓶口上套1个装有少量碳酸钠粉末的气球。反应前称量整套装置的总质量，再将气球中的碳酸钠粉末倒入稀盐酸中，充分反应后，再称量整套装置的总质量，结果天平仍然平衡。实验时应注意碳酸钠粉末宜少，气球能鼓起即可。由于中学学生天平的灵敏度不高，故气球鼓起时浮力因素对实验结果几乎没有影响。图5碳酸钠粉末与稀盐酸验证质量守恒定律实验装置该实验取材容易，制作方便，操作简单，现象明显，能使学生更加坚信：只要在密闭容器中进行，任何化学反应前后所有物质的总质量就不会变。要利用有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律，就必须在密闭系统中进行。三、倾倒的实验改进人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册中的实验6-5如图6所示，将收集有二氧化碳的集气瓶沿烧杯边沿慢慢往烧杯中倾倒，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭。这说明二氧化碳密度比空气大，二氧化碳不支持燃烧，也不能燃烧。但在具体实验中，往往由于操作难以把握而造成上层蜡烛先熄灭，导致实验失败。为此，笔者对该实验做了如下改进。图6教材中的实验装置图7改进后的实验装置如图7所示，在烧杯内一侧放1块玻璃片，再从烧杯中背蜡烛的一侧缓缓将集气瓶中的二氧化碳倒入，即可观察到下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭。该实验改进虽小，但成功率高。四、增补CO的性质实验人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册第118页，关于CO性质教学教材没有安排实验，教学时常采用纯理论推理或动画模拟等手段，学生记忆不深。为此，笔者增加了CO的可燃性和还原性2个实验。1.CO的可燃性实验。如图8所示。取下收集有CO的集气瓶瓶塞，迅速用燃着的蜡烛放在瓶口引燃CO，观察到明亮的蓝色火焰；燃烧完后，迅速倒入适量澄清石灰水，塞紧橡胶塞振荡，澄清石灰水变混浊即说明CO能燃烧且生成。图8CO可燃性实验装置2.CO的还原性实验。将套在橡胶塞上的胶头滴管吸入适量的澄清石灰水，橡胶塞上插入1根绕成螺旋状的铜丝（图9-a）。再将铜丝在酒精灯上加热，使之表面产生一层薄的黑色氧化铜，并趁热迅速将它连同橡胶塞插入装CO的集气瓶中（图9-b），即可观察到铜丝表面由黑色变为红色，挤入澄清石灰水并振荡，观察到澄清石灰水变混浊，取出胶塞，迅速用蜡烛点燃剩余气体，防止CO污染大气。图9CO还原性实验装置这2个实验操作简单，说服力强，现象明显，学生兴趣浓厚，实验成功率高。五、探究燃烧条件的实验改进在人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册中，探究燃烧条件的实验（实验7-1）采用如图10-a、图10-b所示的装置。图10教材中探究燃烧条件的实验装置教材中的实验装置要求在通风橱内进行，但在普通教室里或条件较差的学校往往没有通风橱，按此方法实验，金属片上即使放少量的白磷，白磷燃烧产生的白烟污染也无法避免（图10-a）。用导气管向水中的白磷吹氧气，实验不易控制，有时部分白磷会浮于水面而发生燃烧甚至飞溅现象（图10-b）。为此，笔者对该实验进行了如下改进。1.燃烧条件的探究。如图11-a所示，在烧杯中加入热水，用镊子取一小团白磷放入烧杯的热水中，另取一小团白磷放入1支试管中，立即套上1个气球，再取适量红磷放入另1支试管，同样立即套上1个气球，分别将2支放有白磷和红磷的试管放入热水中，观察到试管中的白磷燃烧，红磷和水中的白磷不燃烧。2.燃烧条件的验证。用1支空试管罩在热水中的白磷上，发现水中的白磷遇到试管中的空气立即燃烧（图11-b）。图11改进后的探究燃烧条件的实验装置改进后的实验装置取材方便，节约药品，操作简便安全，现象