贵州省平塘县者密中学 刘福敏
干燥的粉尘遇明火在有限的空间内剧烈燃烧发生爆炸。
教材中的粉尘爆炸实验采用的是靠外界彭气扬起小塑料瓶内的粉尘遇金属罐内的烛火在有限空间剧烈燃烧而产生爆炸。该实验理论上还行,但实际操作过程却难以有机地把握,过去我曾多次的尝试,最后都以失败告终,因为鼓入空气的速度很难控制,鼓入空气的速度太快或扬起的粉尘太多都很容易将烛火扑灭而无法燃烧;若速度太慢扬起的粉尘不够,也根本无法剧烈燃烧而发生爆炸,所以实验成功率很低;而且对实验器材的准备、组装还需要裁剪、打孔、连接之类的比较麻烦,实验密合性也不好,很难看到明显的爆炸现象。
现在我将鼓气扬尘变成敲击落尘,敲击能使罐盖下方的面粉均匀落下而易被引燃,还充分利用了罐盖与罐体之间更好的自然的密合性,能看到更明显的实验现象,所以实验成功率很高。而且所选器材不仅少,还无需费时费力的组装,实验显得轻松有趣,操作简便,易于掌握。我选取的器材有一个奶粉罐、一块纱布、干燥的面粉、木棍、一根蜡烛以及点火用的火机和木条。为了防止蜡烛在罐体振动时翻倒,我用中心挖孔的萝卜来固定蜡烛,将蜡烛置于罐内,把蜡烛点燃,在纱布上洒些适量的面粉,用罐盖将其扣上,再将纱布的四个角掳起,连同罐盖一起,在烛火燃烧较旺时顺着罐体一边盖严塑料盖,然后用木棍敲击罐盖,从而可见粉尘的爆炸现象。
改进后的实验操作难度又不大,易于掌控,实验也非常安全,而且成功率非常高,几乎屡试不爽,效果很明显,除了听到“嘣”的爆破声,看到罐盖被高高掀起,还可以看到火光冲出罐体,直接感受粉尘的燃烧、爆炸,让粉尘爆炸这一事实一目了然,从而达到了很好的实验教学效果!
为了更加看清面粉在罐内的下落情况及如何引燃、爆炸的全过程,我试着将金属罐改为透明的塑料罐,由于塑料盖材质较硬,棍子敲击罐盖对内附面粉的落下情况的影响较小,难以控制其力度,也有实验现象,但
成功率还是不如用金属罐的高。(软质罐盖,纱布内的面粉与罐盖之间的附着力强,易受影响而好控制敲击力度,成功率很高!)
由于条件的限制,实验室里有些药品的年长日久,锌与稀硫酸反应制氢气的速度并没有我们想象中的理想,除了升温、适当增加稀硫酸的浓度可提高H2生成速率外,还可以用什么简捷的方法呢?其实,我们只要在其中加入少量的硫酸铜溶液,这个问题就会迎刃而解。当加入少量硫酸铜时,锌和硫酸铜之间就会发生置换反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,置换出铜,这样锌、铜在稀硫酸电解质液中形成了原电池。锌比铜活泼,容易失去电子被氧化成Zn2+而进入溶液,电子由锌流向铜,电解质溶液中的H+向正极(铜)移动并获得电子被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子放出,向负极(锌)移动形成闭合回路,构成了原电池反应,电极反应为:
负极(锌):Zn-2e = Zn2+(氧化反应)
正极(铜):2H+2e = H2↑(还原反应)
由于这过程原电池形成的时候,相对溶液间的电子转移速度快得多,所以加快了化学反应的速率,产生的氢气质量依然不变。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降,因为当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积。
实际上在锌和稀硫酸反应过程中,只要加入活动性比锌靠后的相应金属的离子,如Fe2+、Sn2+、Pb2+、Cu2+、Ag+都可以,同样可以形成原电池反应使H2的生成速率加快。
由于受环境条件的限制,很多乡村中学都没有足够的模型设备,对于一些比较抽象的微观结构模型更是不见踪迹,这给上课的老师带来教学上的不便,也给学生对知识的理解造成了一定的困难。
我们可以借助不同颜色的磁铁石来模拟相应的分子、原子,进行化学式、化学方程式的计算,以及物质间发生化学反应的微观实质比拟,比如根据化学式计算物质的相对分子质量、各元素之间的质量比,根据化学方程式计算各物质间的质量比等,这样让计算过程变得更加轻松、直观和形象,还可以让孩子自己动手拿磁铁石来比拟一些简单的分子,这样教、学更富趣味性和探索性,也加深了同学们对知识的掌握和理解,更巩固了对分子、原子的认识。
初中化学教学中,物质的分类是一个重点,对学生来说也是一个很大的难点。在课堂教学上,即使老师在引导下让学生自己观察特点对物质进行分类并总结,也感觉学生掌握得不错,但课下的测试,学生进行自主分类时,效果仍不理想。我想,虽是教师的引导,学生自己的总结,但始终还是在老师提点下的变象“被动”,学生还是缺乏真正的内心体验,不属于自己的成就,掌握不牢,以致没有理想的教学效果。
特别是在同学们最初对物质进行第一次分类的课堂教学中,为了解决这样一个难题,我试着做了一些典型的各类物质化学式和名称在一起的卡片,分发给学生,让学生分多个小组自己去组合和分类,怎样的分类才能帮助我们更好的学习和探究?怎样的分类才能使化学学习效果事半功倍?然后再根据其特点总结概念。这样不仅发挥了学生的主体性,增强了学生的五官协调能力、动手能力,锻炼了思维能力,还增长了学生的学习兴趣,让学习变得轻松、愉悦,不仅学生掌握得牢,对学生化学式的书写、读法还起到了一个矫正和复习的效果,使得化学的学习变得更加有规律可寻。
而且学生对常见元素、元素符号及元素、原子团化合价的记忆学习,我们也可以用类似的方法,可让学生自己下去设计并制作记忆卡片,这样不仅减少了学生单纯记忆带来的索味,增加了趣味性,还无形中强化了记忆效果!动手能力、思维想象能力、创新能力、自主意识都得到了不错的锻炼哦!
教学方法是最富生命力的,教学中要联系实际,科学地、灵活地运用并优化,同时注意善于探索、发现和总结,就会找到不少适合、并具个性特色的教学方法,这样更好的适应当地教学所需。总之,让学生体会到学习别样的乐趣和诸多学习方法的同时,也增强学生学习的主观能动性,让学生“乐”在学习中,也为教学效率的提高提供一些有力的措施和保障,以达到更佳的教学效果。