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标题 硫酸系列性质实验的绿色化设计
范文

    赵园园 张林

    

    

    摘要:实验操作的简便、药品的易得、仪器的简约、可视性强、绿色环保,历来是实验设计的追求目标。立足于以上几点,对硫酸的性质实验进行了系列改进。

    关键词:硫酸的性质;绿色化;实验改进

    文章编号:1008-0546(2019)03-0096-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.032

    一、实验设计意图

    根据化学学科核心素养对高中学生发展的具体要求,增强学生探究物质性质和变化的兴趣,具有“绿色化学”观念和可持续发展意识,强化社会责任感。本着对这一目标的追求,反思现有设计的不足,本文对硫酸系列性质实验进行了绿色化设计改进,使得实验操作简便、药品易得、仪器简约、可视性强,并且取得了理想的课堂教学效果,便于推广。

    二、改进后的实验

    1.硫酸的酸性、难挥发性、浓硫酸的脱水性

    (1)实验用品

    仪器:表面皿、滤纸、紫色的石蕊试纸、酒精灯、镊子。

    药品:濃硫酸、稀硫酸、蒸馏水

    (2)实验装置图

    (3)操作要点及实验现象

    ①将滤纸放在表面皿上。

    ②将蓝色的石蕊试纸润湿,放在滤纸上。

    ③各滴一滴浓硫酸、稀硫酸于试纸上,观察实验现象。滴加稀硫酸的石蕊试纸变红,滴加浓硫酸的石蕊试纸变黑,边沿变红,出现洞口。试纸变红体现了浓、稀硫酸的酸性。试纸变黑,体现了浓硫酸的脱水性。

    ④将上述滤纸上滴加稀硫酸的一边放于酒精灯上方加热,观察实验现象,滤纸变黑;另取一张滤纸,蒸馏水润湿,放于酒精灯上方加热,观察实验现象,滤纸变干燥,颜色无变化。说明在加热的过程中,随着水的挥发,稀硫酸变为浓硫酸,浓硫酸的脱水性使得滤纸变黑,体现了硫酸的难挥发性。

    (4)实验反思

    ①实验材料易得,操作简单,现象明显;药品的用量也少,体现了微型化;学生的环保意识得以强化。适合学生的分组实验。

    ②采用对比式的实验方式,浓硫酸与稀硫酸作用于紫色石蕊试纸的对比;湿润的滤纸与浸有稀硫酸的滤纸,加热实验的对比,让学生在对比过程中验证已有的知识,收获新的知识。清晰直观,符合学生的认知规律。

    ③巧妙地将硫酸的酸性、难挥发性、浓硫酸的脱水性整合在了一起。

    ④在课堂教学中,通过这一系列的实验,学生认识到硫酸的性质的同时,又发现了新问题:洞口的出现,黑色的碳去哪了?学习的深度、广度得以延伸。

    2.浓硫酸与蔗糖的反应

    (1)实验用品

    仪器:培养皿、25mL烧杯、250mL烧杯、玻璃棒、滤纸。

    药品:蔗糖、蒸馏水、浓硫酸、酚酞试液、氢氧化钠溶液、品红溶液。

    (2)实验装置图(图2)

    (3)操作要点及实验现象

    ①将氢氧化钠溶液加入培养皿中至1/3处,滴加几滴酚酞试液,溶液呈红色。

    ②取一小截滤纸,品红润湿,贴在250mL烧杯的底部。

    ③25mL烧杯中加入3g蔗糖,加入一滴管蒸馏水约0.6mL,再加入3mL浓硫酸,搅拌,蔗糖变黑。

    ④将小烧杯放入装有氢氧化钠溶液的培养皿中,将250mL烧杯覆盖在小烧杯上方,下端与溶有酚酞的氢氧化钠溶液的液面接触,观察实验现象。小烧杯中黑色固体膨胀,大烧杯里充满白雾,后逐渐消失,大烧杯壁出现大量液珠,下端溶有酚酞的氢氧化钠溶液颜色变浅,浸有品红溶液的滤纸褪色。

    (4)实验反思

    ①药品用量少,反应速度快,20秒左右即可看到明显的实验现象,符合实验微型化原则。

    ②封闭式设计,避免了传统实验对环境的污染,实现了实验的绿色化。

    ③将对反应产物的检验融合于实验中,体现了实验的一体化。

    3.浓硫酸与金属铜的反应

    (1)实验用品

    仪器:具支试管、气球、棉线、橡皮塞、滤纸、试管夹、酒精灯。

    药品:浓硫酸、铜丝、品红溶液。

    (2)实验装置图(图3)

    (3)操作要点及实验现象

    ①将气球用棉线绑在具支试管的支管口,塞上粘有滤纸的橡皮塞,检查气密性。

    ②将铜丝下端卷成螺旋状,插在橡皮塞上。

    ③品红溶液浸湿滤纸,向具支试管中加入1mL的浓硫酸,塞上橡皮塞,铜丝与浓硫酸接触,观察实验现象。没有明显的实验现象。

    ④加热试管,观察实验现象。气球变大,溶液变为蓝色,瓶口浸有品红溶液的滤纸褪色。

    ⑤抽出铜丝,停止加热。

    (4)实验反思

    ①全封闭设计实现了实验的绿色化。

    ②仪器易得,组装简单,现象明显,便于学生操作。

    ③将铜与浓硫酸的反应,产物的检验融合在一套装置中,体现了实验的一体化。

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更新时间:2025/3/15 2:07:52