探究物质溶解时吸、放热现象的实验设计与改进

毛轩（溧水区第一初级中学　江苏南京　211200）



探究物质溶解时吸、放热现象的实验设计与改进

毛轩
（溧水区第一初级中学江苏南京211200）

摘要：通过一次参赛经历，感悟对实验创新的理解，展示实践后的成果。力求在今后的实验教学中能培养学生的创新实践能力。让学生在实验过程中有更多的思考空间，同时养成从实验设计开始直至完成一个实验的严谨态度。

关键词：物质溶解；吸放热现象；创新精神；前后呼应；化学实验

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验在化学科学研究与发展中占有重要的地位，也是学生学习化学必不可少的手段和方法。在化学实验教学中，我们在用好课本经典实验的同时，还要注意理性质疑课本实验的不足，并充分利用现有的仪器或代用品，改进和设计出一些构造简单、操作方便、现象直观的化学实验［1］。下面笔者就用自己亲身经历的一次比赛成果展示自己理解的实验创新。

一、创新的灵感来源

曾经参加过一次实验技能大赛，培训期间，很多老师展示了自己的创新实验作品，其中有一个：探究物质溶解时吸、放热现象的实验方案改进。原版内容见人教版义务教育化学下册教材第29页。展示教师巧妙地利用热胀冷缩原理，将鹌鹑蛋卡在烧瓶的瓶颈处，通过观察鹌鹑蛋上下的移动，来判断物质溶解后的吸放热现象，实验做的非常成功，而且趣味性十足。一下子就吸引住了很多老师，都非常赞叹该教师的聪明才智，然而接下来培训老师的一番点评，却又引起了笔者良久的思索。点评教师说本实验固然趣味性十足，但却冲淡了实验教学的本真，实验教学不仅仅是为了吸引学生们的注意力，更重要的是培养学生的实验能力和从实验中获得知识，再者大家想想本实验是否能推广呢？估计这位教师找到大小合适的鹌鹑蛋也是费了不小的功夫，科学绝不能仅仅停留在趣味性上！回去之后，想了很久，其实这个实验可以改进的方案很多，于是经过长久的思考和实践，设计出自己的改进方案。

二、创新实验目的

1.探究物质溶解时的吸、放热现象。

2.复习空气热胀冷缩原理检查装置的气密性。

3.通过对实验方案的改进，培养学生的创新精神。

三、实验仪器及药品

1.仪器：烧杯、试管、锥形瓶、玻璃棒、单孔橡皮塞、导管、药匙、镊子、弹簧夹、铁架台、胶头滴管、具支试管、U型管、分液漏斗等；

2.药品：固态NaCl、NH4NO3、NaOH、水、红墨水等。

四、实验装置、操作、现象及结论

1.装置：

图1

2.操作

（1）检查试管装置的气密性，如上图所示，将装置连接并搭建好，关闭弹簧夹。

（2）分别取三种固体加入烧杯中，再加入水，用玻璃棒搅拌，使之溶解。

（3）将试管置于三种固体的溶液中，导管另一端置于红墨水中。

（4）打开弹簧夹，观察红墨水液面下的导管中出现的现象。

3.现象及结论：

（1）溶解NaOH固体的装置中，红墨水液面下的导管口出现气泡。说明NaOH固体溶解会放热，使溶液温度上升，进而使试管内空气受热膨胀。

（2）溶解NH4NO3固体的装置中，红墨水液面上的导管中形成一段水柱。说明NH4NO3固体溶解会吸热，使溶液温度下降，进而使试管内空气遇冷收缩。

（3）溶解NaCl固体的装置中，红墨水中的导管既没有形成明显的水柱也没有出现气泡。说明NaCl固体溶解没有明显的吸放热现象。

五、注意事项

1.为了便于比较，NaCl、NH4NO3、NaOH三种溶质和水的用量应大致相等。

2.NaOH有强烈的腐蚀性，使用时要十分小心，不要把NaOH或其溶液沾到皮肤或衣服上，特别要防止NaOH溶液溅入眼中。［2］

3.要确保试管装置的气密性良好，否则很难看到预期的实验现象。

4.环境气温对本实验有一定的影响，若环境温度本身就很高，要想使试管内外产生较明显的气压差，就需要加入较多的固体药品溶解。需要说明的是：本实验探究是出现在下册教材第九单元的内容，按照一般学校的教学进度，学到这块内容时，已经进入冬季，所以到那时做这个实验，药品的用量可以酌情减少。

六、实验创新优点

1.本实验设计无复杂装置、无深奥原理、无繁琐步骤、无机械模仿，只有常见仪器的优化组合，基本操作的巩固提升，自主探究的乐学创新，学生很容易理解。

2.可视化程度大大提高。如果采用传统方法：用温度计直接测温度来探究这个问题，虽然操作更简单，但是有一个缺点，就是除了演示实验的教师（或学生）自己能清楚地看到温度计上的示数变化以外，坐在下面的其他学生是看不到的，这就在实验的直观性上大打折扣，而改进后的实验正好可以克服这一缺点。

3.前后呼应，一举两得。利用前面所学的检查装置气密性的原理来探究物质溶解时吸放热现象，既学到了新知识，又能复习前面所学的旧知识，体现了实验教学的连贯性，能很好地激发和培养学生的创新意识。

4.本实验既可以在新授课上用于探究新知识，也可以在复习课上给学生演示，以调动学生复习课上的积极性和主动性，减少复习课的枯燥和乏味。

5.可以以本次探究实验为原型，设计编制成试题，放入考试中。以学生真实的探究经历为素材编制试题，能更好激发学生学习化学的热情。

七、实验创新反思

1.通过本次创新实验活动，笔者认识到实验创新不一定非得多么的复杂、多么的炫酷，也可以朴实一点，利用教材现有的资源加以整合优化，只要是为实验教学服务的，能够体现自主探究意识的都应该是一种不错的创新。

2.经过深入思考，反复对比，笔者发现本次设计的实验还可以进一步简单优化，于是，又设计了几种探究物质溶解吸放热现象的方案，具体装置图如下：

图2

图3

图4

实际操作时，可以灵活根据现有的条件进行选择和调整。相信本实验方案的设计远不止以上几种，但要想达到最简单和最好效果，还需要我们不断实践和探索。

参考文献

［1］李德前.例谈初中化学实验创新的思维方法［J］.化学教学，2013，（3）：65

［2］王晶.郑长龙.义务教育教科书化学（九年级下册）［M］.北京：人民教育出版社，2012：29

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.031

文章编号：1008-0546（2016）03-0086-02

中图分类号：G632.41

文献标识码：B