一支试管中系列实验的教学实践

韩竹海

摘要：教学实践中将连续的反应或前后比较的反应在一支试管中进行，操作变得简单，信息更加丰富，学生充分感受到物质世界的生动变化，调动了学生学习化学的积极性，促进了学生长时间的深刻思考，提高了学生思维的质量。

关键词：化学实验；试管；连续反应

文章编号：1008-0546（2016）08-0096-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.032

试管是化学实验中常用的仪器，用作少量试剂的反应容器，在常温或加热时使用。高中化学中有一些系列实验可在一支试管中进行，这些实验非常适合学生分组活动。随着不同试剂的先后加入，试管中产生了连续的可视性的变化，学生可以从中感受到物质世界的生动变化。系列实验中丰富实验现象的呈现增加了信息容量，促使学生长时间的深度思考，能够培养学生的专注力和思维的深刻性，而简单仪器的使用和简便的操作要求能让更多的学生参与到实验活动中，能够提高学生的动手操作的积极性。笔者在这方面的几个具体教学实践呈现如下，以期抛砖引玉。

一、含铝化合物的性质

1. 取一支试管（试管1）加入2mL 2mol/L AlCl3溶液，滴加6mol/L NaOH溶液，产生白色胶状沉淀，沉淀量逐渐增多，将之分一半至另一支试管（试管2），在试管1中继续滴加NaOH溶液，沉淀慢慢溶解，直至完全消失，得到澄清溶液，将澄清溶液倒一半到另一支试管（试管3），向试管1中滴加6mol/LHCl，产生白色胶状沉淀，沉淀量逐渐增多，继续滴加HCl，沉淀慢慢溶解，直至完全消失。

向试管2中滴加足量的6mol/L氨水，沉淀并不溶解；取一根洁净的玻璃管，插入试管3中，通过玻璃管向澄清溶液中吹气，不一会儿，可以看到溶液变浑浊，得到白色胶状沉淀。

2. 试管1中涉及的反应有4个：

二、亚铁和三价铁之间的相互转化

1.取一支试管加入2mL 0.1mol/L FeCl2溶液，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加新制的氯水，（注意：暂时不振荡），看到溶液的上面一部分变红，振荡试管，红色褪去，在褪色后的溶液中滴加双氧水，溶液又变红，加入研碎的维生素C的药片，充分振荡，红色又褪去。

2. 一支试管中涉及的反应有：

由于配制FeCl2溶液时加入了铁屑，且使用之前将FeCl2溶液摇动了一下，故向FeCl2溶液加入新制的氯水后不要急于振荡，等看到有变红的现象后再振荡，以便能“看清”亚铁和三价铁之间的相互转化。实验中的维生素C是从药店自行采购的，维生素C具有较强的还原性，也可以将Fe3+还原为Fe2+，正常人体里所含的铁，差不多有3/4以Fe2+离子的形式，结合在一种能携带O2的血红蛋白中，若误食亚硝酸盐（具有较强氧化性）则导致血红蛋白携氧能力降低而中毒，服用维生素C可解除亚硝酸盐中毒，这也是一则学以致用的鲜活的案例。

三、碘单质及其化合物的性质

1. 配制碘酒溶液：称取2gI2、1.5gKI，用75%乙醇溶解、稀释到100mL。

2. 取一支大试管，加入10mL水，再滴加2～4滴碘酒，无色的水变成啤酒色。向试管中加入少量新制的SO2水溶液（试管口塞一团浸有NaOH溶液的棉花球），振荡试管，片刻后啤酒色变成无色透明。继续向试管内加入少量双氧水，溶液呈现浅棕黄的啤酒色（如果变色不明显，可以滴加几滴稀硫酸）。取掉棉花球，向试管内加入少量饼干屑，略振荡一下试管，溶液变成深蓝色。向试管内加入4mL 6mol/L NaOH溶液，略振荡一下，深蓝色褪尽，溶液变成浊白色。

3.一支试管中涉及的反应有：

该实验中用饼干屑代替淀粉，淀粉遇到碘单质变蓝；其中SO2水溶液也可以由多根火柴头燃烧产生的气体来代替，实验现象同样明显。这些做法进一步增强了实验的趣味性，学生也能够感受到生活中处处是化学。

四、二氧化硫的漂白性

1. 取一试管加入SO2水溶液，再滴加品红试液，在试管口套上小气球，加热试管，品红溶液褪色，待冷却后，溶液又恢复红色。

2. SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸和某些有色物质反应生成不稳定的无色物质，受热分解后的SO2收集在气球中，冷却的过程中再次溶于水表现漂白性。如果在试管中加入氨水，再滴加酚酞试液，重复刚才的操作，也能看到类似的现象。这是由于氨水中的一水合氨不稳定，分解挥发后，溶液的碱性下降，红色褪去，冷却后，氨气重新与水化合、电离，碱性恢复，遇到酚酞又变红。

五、浓硝酸的性质

1. 取铜丝和铁丝各一根，将下端绕成螺旋状，插到橡胶塞上（两者要稍分开，铜丝和铁丝都可以上下抽动）。

2. 取一支试管（试管1），向其中加入浓硝酸（只要能浸没铜丝和铁丝的螺旋状部分），塞上带有铜丝和铁丝的橡胶塞，将铜丝和铁丝同时插入到浓硝酸中。可以看到铜丝表面产生大量气泡，铜丝附近溶液呈现蓝绿色，而铁丝表面无明显的变化。向上拉铜丝和铁丝，使它们离开浓硝酸。拔开橡胶塞，迅速在试管口塞一团浸有氢氧化钠溶液的棉花球。取另一支试管（试管2），加入硫酸铜溶液（硫酸铜溶液要可以浸没铁丝的螺旋状部分及以上的1～2cm），用水将铜丝和铁丝的下端冲洗后，重新塞到试管2上，将铁丝和铜丝同时插入到硫酸铜溶液中，可以看到铁丝和铜丝的螺旋状部分无明显现象，而铁丝浸没在硫酸铜溶液中的螺旋状以上的那部分覆盖有一层红色物质。

3. 铁比铜活泼，而常温下，两者遇到浓硝酸的时候，铜与浓硝酸反应剧烈，铁与浓硝酸却“静悄悄”的，这是由于钝化的原因，钝化层使得铁与硫酸铜不接触，故不能发生置换反应。

六、铝和氢氧化钠溶液反应

1. 金属和碱溶液反应比较特殊，学生对该反应很是费解，总是记不住反应的化学方程式，甚至有学生想当然的写出铝置换出氢氧化钠中钠这样荒唐的化学方程式。取一支试管，加入少量铝粉，再加入氢氧化钠溶液，振荡后等一会儿（将表面的氧化物反应掉），开始剧烈反应，用拇指捂住试管口，移近酒精灯的火焰，听到轻微的“噗”的声音。这时可以直接将试管口靠近酒精灯的火焰，生成的气体被点燃，且火苗越窜越高。由于玻璃中钠元素的影响，火焰呈现黄色，但是明亮的火焰能够证明产生的是氢气。这一现象的冲击力强，留给学生的印象必然深刻。

2. 在一支试管中完成了铝与氢氧化钠溶液的反应及反应产生氢气的检验，在书写化学反应方程式时可采用逆向配平法，偏铝酸钠中的铝由正三价降至零价，氢气中的氢由零价升至正一价，一个氢分子中的两个氢原子总共升了两价，根据化合价升降总数相等的规律，偏铝酸钠的化学计量数为2，氢气的化学计量数为3，由此可以判断出反应物中需添加2份水，反应方程式如下：2Al+2NaOH+2H2O■2NaAlO2+3H2↑。通过以上的实验及分析，合理地推导出铝和氢氧化钠溶液反应的化学反应方程式，学生必然记得要牢固些。

七、沉淀的转化

1.取一支试管，向其中加入2mLAgNO3溶液，然后逐滴加入NaCl溶液，产生白色沉淀，再滴加KI溶液，沉淀转变为黄色，最后滴加Na2S溶液，沉淀转化为黑色。

2.在25℃时，NaCl、KI、Na2S的溶解度分别为1.5×10-4g、2.1×10-7g、1.3×10-16g，硝酸银和氯化钠反应，生成白色的氯化银沉淀，当向体系中滴加碘化钾溶液时，溶液中的银离子和碘离子结合生成更难溶的碘化银，由于溶液中的银离子浓度减小，促进了氯化银的溶解，最终氯化银转化为碘化银。同样，由于硫化银的溶解度比碘化银的溶解度更小，因此向体系中滴加硫化钠溶液时，碘化银转化为硫化银。由此可见，沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

参考文献

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[2] 沈旭东.化学反应原理模块新增知识点习题命制与析解[J].化学教学，2009，11

[3] 卢海燕，杨华文.《沉淀溶解平衡原理的应用》教学设计下载[J].中小学教学研究 ，2013，06