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标题 再探分子运动实验
范文

    孙佳颖

    

    

    

    摘要:人教版初三化学上册有关“分子运动”的活动与探究实验,通过浓氨水挥发使酚酞溶液变红这一现象得出“分子在不停地运动”。但该实验存在不易观察到分子的运动过程的缺陷。笔者以教材实验为基础,对该实验进行补充、拓展,并运用于实际教学中,以形象、直观的实验展示引导学生构建分子运动的知识网络。补充实验以本章试题中多次出现的实验——浓氨水与浓盐酸的白烟实验为基础,改进成较为完备的综合性实验。

    关键词:改进实验;分子运动

    一、相关实验试题片段

    某化学学习小组通过实验探究分子的性质。

    【查阅资料】 浓氨水和浓盐酸都具有很强的挥发性。

    【拓展探究】 该小组同学在玻璃管两端同时放入蘸有试剂的棉花,做了如图所示实验,发现在玻璃罐内形成了白色烟环(成分为氯化铵),且白色烟环偏向蘸有浓盐酸的棉花一端。

    【现象分析】 写出该反应的文字表达式: ;

    白色烟环偏向于蘸有浓盐酸的棉花一端的原因是: 。

    实验内容分析:

    该实验原理是:浓氨水和浓盐酸都具有挥发性,挥发出来的氨气(NH3)和氯化氢(HCl)气体相遇发生反应,生成氯化铵(NH4Cl)即产生白烟的现象。人教社高中化学教材中安排了氨与氯化氢的“空中生烟”实验(见图2)。“氮肥的生产与使用”的课堂教学中,不少教师改进了氨气与氯化氢的“空中生烟”实验。

    经常有试题引用该实验来解释分子在不断运动的原理。氨分子与氯化氢分子在试管中不断地运动,通过产生的白烟说明二者相遇并发生了反应。同时,进一步追问白烟产生的位置,从而解释分子的运动速率有差异,氨分子的运动速度比氯化氢分子更快。

    二、改进实验设计

    1.实验装置如图3:

    2.实验步骤:

    ①分别用体积相同的小棉球蘸取等量浓氨水和浓盐酸,迅速放入对应的细口瓶A、B中(A中放浓氨水,B中放浓盐酸,以下皆用A瓶和B瓶表示),用橡胶塞密封,静置片刻。

    ②取下塞子,迅速将两只细口瓶的瓶口相对,观察实验现象。

    3.实验现象

    (1)用小棉球蘸取浓盐酸和浓氨水的过程中,都闻到了刺激性气味。

    (2)小棉球放入细口瓶后,瓶中无明显变化。

    (3)打开细口瓶塞子时,均听到“噗”的一声。但是A瓶声响更大。

    (4)接触的瓶口处首先出现白烟,并且白烟逐渐出现在两个细口瓶内部,并且B瓶中先出现大量白烟。瓶口外侧也出现了少许白烟。

    (5)一段时间后,B瓶中白烟明显更多,已经充满细口瓶。而A瓶中,

    白烟主要集中在瓶身的下半部分,上半部分白烟稀少,有清晰的分层。(见图4)

    4.实验分析与归纳

    引导学生从微观角度分析、解释观察到的实验现象

    (1)现象一是由于分子在不停地运动,氨分子和氯化氢分子扩散到了空气中,进而我们闻到了气味。

    (2)现象二中无法从塞紧塞子的细口瓶处闻到刺激性气味,因此不能推测分子是否在运动。

    (3)现象三种打开塞子的时候有明显的“噗”的声音,这是因为塞上了塞子后,氨分子和氯化氢分子这两种气体分子仍在运动,虽然无法扩散到空气中,但挥发出的气体分子使得瓶内气压增大,所以打开塞子时才会有明显的响声。并且,A瓶打开时声音更大,说明装有浓氨水的细口瓶内部气压更大,也就是氨分子比氯化氢分子运动得更加剧烈。

    (4)现象四中出现白烟说明产生了新物质,这是化学变化。B瓶中先出现明显的白烟说明氨分子运动更加剧烈,运动速度也更快,先运动到了B瓶中。瓶口外侧出现的少许白烟,则是因为瓶口处只是靠在一起,没有做到完全的密闭,有少量氨分子和氯化氢分子逸散到瓶外,在瓶口外形成白烟。说明了分子的运动是无规则的,会向各个方向运动。

    (5)现象五中,装有B瓶中很快的充滿白烟,同样说明氨分子的运动更剧烈,运动速度更快。同时,A瓶中的白烟主要集中在下半部分说明了氯化氢分子运动到A瓶中时,主要集中在下半部分,也就是氯化氢分子主要在下半部分区域运动。这说明虽然分子的质量很小,但是不同的分子质量也不同,氯化氢分子的质量明显大于氨分子。宏观表现也就是在相同条件下,氯化氢气体的密度大于氨气。

    三、小结

    演示改进后的“白烟实验”,产生5个紧密联系、层层递进的实验现象,完整地呈现分子运动的相关知识点。

    分子在不停地运动分子做无规则运动不同分子运动的剧烈程度不同,速度不同分子的“无规则”运动有规律分子的质量

    参考文献:

    [1]孙重阳,吴伟新.看得见的分子运动轨迹——探究分子运动实验的组合设计[J].教育与装备研究,2018(04).

    [2]冯红梅.基于绿色化学、微型实验理念下的分子运动实验的改进[J].化学教与学,2018(11).

    (作者单位:南京市文枢初级中学,江苏 南京210006)

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更新时间:2025/3/15 17:00:00