论高中化学补充实验

张涛

新人教版模块教材设计安排了大量的课堂演示实验及科学探究实验，图文并茂，每一组实验旁边都附有真实的实验图片，形象直观；同时还单独设计一本实验化学教材（选修6），充分体现了实验在化学教学中的重要地位。笔者在多年的化學教学工作中，通过实践探究发现，在课堂上补充一些演示实验，会让化学教学更加丰富多彩，同时更能调动学生学习化学的积极性。下面是笔者在多年教学中补充完善过的一些演示实验，根据自己的心得体会进行举例说明。

1.Na₂O₂与CO₂反应实验。在学习钠的重要化合物过氧化钠的化学性质时，教材上仅设计演示Na₂O₂与H₂O反应的实验，但与CO₂的反应只是以化学方程式直接给出来，并没有演示实验。为加深学生对该反应的理解记忆，设计补充该实验（在实际教学中可以让学生讨论设计，教师点评完善），具体操作如下：用脱脂棉包住少许Na₂O₂粉末，放于石棉网上，接着用一根干净的玻璃导气管对着Na₂O₂粉末吹气（可以自己演示或者学生演示），一会儿就发现脱脂棉燃烧起来，根据观察到的现象学生就能贴切地认识到脱脂棉的燃烧是因为Na₂O₂与CO₂反应放出热量，同时生成的O₂助燃的缘故，加深了对燃烧（狭义）应具备的条件的理解，更为重要的是学生以后对该反应方程式记忆犹新。

2.物质的量教学实验。在物质的量的教学中，如何引入这个抽象概念历来是教学的难点。教材给出的定义是物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集合体，对于高一的大部分学生来说理解这个定义相当困难，学生不明白该定义是什么意思，更不明白为什么要学习物质的量这个概念。为此在教学中补充如下的实验：先让学生思考如何用托盘天平秤量1颗大豆的质量（其实用托盘天平难以进行此操作），然后学生就会联想到称量数目多一些的大豆（比如20颗）的质量，从而即可算出1颗大豆的平均质量。以此来说明尽管大豆是可称量的宏观物质，可是用托盘天平却难以称量1颗大豆的质量，而称量20颗大豆的质量是可以实现的。进一步启发学生看不见的微观粒子比大豆小很多，称量20个微观粒子肯定也不能实现，但如果称量许许多多个微观粒子应该是可以实现，那么这许许多多个微观粒子组成的集体就叫做物质的量，引入物质的量这个概念其实就是把看不见的各种微观粒子和它们组成的可称量物质联系起来。接着在后面教学中再通过展示18g H₂O、56 g Fe、342 g蔗糖等1mol这些实物，那么学生就慢慢理解物质的量这个抽象概念的含义。

3.硅酸与碳酸酸性比较实验。在进行硅酸的教学中，教材上介绍硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸的还弱），溶解度很小。由于si02不溶于水，所以硅酸是通过可溶性的硅酸盐与其他酸反应制得的。教材为加深学生对硅酸上述性质的记忆，设计一个硅酸的制备实验：在Na₂SiO₃溶液中滴加稀盐酸观察白色胶状沉淀一硅酸的生成。该实验的确让学生观察到硅酸的生成，说明硅酸的酸性比盐酸弱，但并没有证明酸性比碳酸的弱（常见弱酸的酸性强弱是高中化学学生应该掌握的一个重要知识点）。如果只是强调记住硅酸的特殊性质，学生的印象会比较模糊，倘若在教材演示实验的基础上再补充一个实验：在Na₂SiO₃溶液中通入CO₂，片刻就可以观察到白色胶状的硅酸沉淀生成，该现象不仅再次让学生观察到硅酸沉淀的形状，加深记忆，同时还可以证明碳酸的酸性强于硅酸，说明硅酸是一种很弱的酸，为以后的元素周期律和盐类的水解的教学埋下伏笔。

4.NaAoO₂的有关反应实验。在学习铝及其重要化合物的性质时，教师都有体会：学生最大的感受就是学完之后书写反应方程式一片混乱，特别是偏铝酸盐与酸的反应、偏铝酸盐与铝盐的反应，如果只靠简单的记忆方法，学生时间久了就忘之脑后。倘若在教材实验的基础上再补充如下实验：NaAlO₂溶液中滴加盐酸至过量、盐酸中滴加NaAlO₂溶液至过量、NaAlO₂溶液与AlCl₃溶液混合，可以一边演示实验，一边要求学生根据观察到的现象书写对应的化学方程式及离子方程式。这样做的话虽说教学容量大一些，但学生的能力得到多方面的锻炼，也为后续的教学打下基础。

5.苯的有关实验。在苯的性质的教学中，根据教材的介绍，学生知道了苯的密度比水小，不溶于水，此时可以问一个问题：在盛有少许苯的试管中加入蒸馏水，会出现什么现象。大部分学生会想到互不相溶产生分层现象，但同时也会产生疑惑：苯与水都是无色透明液体，是否会分层？如果会分层能看清分层现象吗？补充展示向苯中加入水的实验后，所有的这些问题都迎刃而解，学生心中马上豁然开朗。带着这样的氛围再补充几个实验问题：就上述的实验，倘若你不知道苯的密度比水小如何鉴别水层和苯层？如果在上述试管中加入一小块金属钠，会观察到什么现象？学生可以先讨论得出方法和结论，再用实验进行验证。虽然看似几个简单的实验，但大大激发学生学习化学的兴趣。

在进行苯的同系物教学时，教材只安排了一个对比实验：甲苯和苯中加入少许酸性KMnO₄溶液，学生根据实验已经知晓苯不能使酸性KMnO₄溶液褪色，甲苯能使酸性KMnO₄溶液褪色。此时时补充甲苯中加入溴水的实验，让学生观察现象得出甲苯不能使溴水褪色，防止学生产生既然甲苯能使酸性KMnO₄溶液褪色，那么也能使溴水褪色这种错误联想。接着在实验基础上总结苯和苯的同系物均不能使溴水褪色，它们的现象均属于萃取分层。中学有机物的鉴别常用试剂就是溴水和酸性KMnO₄溶液，思维重点就是抓住是否反应、褪色及分层这些核心现象。而补充实验不仅能让教学更加完善，同时也让学生对化学知识的记忆更加深刻，理解更加到位。

6.对照实验。对照学习法、对比记忆法是常见的一类有效学习方法，其实在化学的实验教学中我也经常采用对照实验法。众所周知，在中学化学实验中经常碰到两种试剂滴加顺序不同而产生不同的现象。如Na₂CO₃溶液与盐酸反应、NaAlO₂溶液与盐酸反应、AlCl₃溶液与NaOH溶液反应、苯酚与浓溴水的取代反应、AgNO₃溶液与稀氨水的反应等等。这块知识很多学生都是比较模糊混乱，反应原理理解也比较困难，在教学中笔者采用一边讲解一边演示它们的对照实验，同時训练化学方程式的书写，循序渐进地展开教学，让学生亲自感受同一组试剂所产生的不同现象，慢慢地突破难点，教学效果得到很大的提高。就上述例子中学生最容易犯错的苯酚与浓溴水发生取代反应生成白色沉淀三溴苯酚为例来说明，此实验属于苯酚的定性检验，该实验成功的关键就是浓溴水须过量，苯酚溶液少量，若顺序颠倒就看不到生成的三溴苯酚沉淀，因为此时生成的三溴苯酚会溶解在过量的苯酚溶液中。教学中教师肯定会在此反复强调，但收敛甚微，如果在强调的同时及时补充一个对照实验：即将少量的浓溴水滴加到过量的苯酚稀溶液中，让学生亲自去观察现象，对教学及学生的记忆大有帮助。

7.有关气体摩尔体积实验。化学模型其实也可以归属于实验教学，展示或者制作化学模型可以把抽象的概念知识形象化，让学生理解起来较为轻松容易，如有机物分子结构模型、晶体结构或者晶胞模型等等。在此用一例说明，在气体摩尔体积的教学中，通过学习学生都知道：在标准状况下，1 mol任何气体的体积均约为22.4 L，为了更好的理解22.4L 有多大的空间，教材上用一个梭长为0.282 m的正方体表示，由于是图形展示，学生观察理解起来还是较为模糊。为此，笔者到校外玻璃工艺店里制作了这样的一个正方体玻璃容器，带到课堂进行教学展示，让学生用眼睛体会22.4 L有多大，告诉学生如果把这个玻璃容器放在标准状况下，当里面充满某种气体时，那么该气体的体积就约为22.4 L，相应的物质的量就是1 mol，而里面所装的气体分子个数就约为6.02×10²³个，简单的一个模型展示让抽象的数字立刻形象具体化。此时又提出这样的问题：倘若在该容器里装满水，那么里面所装的水分子个数是不是约为6.02×10²³个呢？学生通过探讨可以得出：肯定不是，因为学生此时已经知道1 mol H₂0的质量是18g，约含有6.02×10²³个水分子；而容器里面装的那么多水，其质量肯定远远大于18 g。此时此刻学生就更加理解22.4 L/mol这个摩尔体积为什么仅仅适用于标准状况下的气体，而不适用于固体和液体，真正达到无声胜有声的教学效果。任何事物均具有两面性，补充实验在教学中的确可以起到重要作用，但这里需要说明一个问题：补充实验的操作要可行合理，现象要明显，要不然就弄巧成拙，画蛇添足，达不到预期的目的和效果。倘若把化学教学比喻为做菜，那么实验教学就是往这菜里所加的调料，正是因为有了这些调料，做出的菜才美味可口，而补充实验的加入，将会使菜色香味俱全，成为真正的“绿色食品”。