中学化学实验改进

扈玉歌++姚如富++孟新新++范诗峰

摘 要：化学这一门课程，以实验为基础开展教学活动，能够显著提升教学效果。基于此，本文以氧气的制备实验为例，对中学化学实验改进进行探究，主要介绍了化学实验装置改进、化学实验药品改进，共两个方面的内容，以期为中学的化学实验教学提供有效参考，使其有效培养学生的实验思维与实验能力。

关键词：化学实验；实验装置；实验药品

一、 前言

在化学教学过程中，化学实验包括几种不同的实验形式，如验证性实验、探究性实验等。其中以验证性试验为主，对教材当中提出了理论与平衡方程等进行验证，但在新课程标准之下，倡导在实际教学过程中，更多应用探究性实验用于教学活动，以现实生活中的化学现象为基础，探究其化学原理。无论是哪种实验形式，都需要通过科学、合理、严密的实验流程，来获得准确的实验结果，由此，就显示出了中学化学实验改进的必要性。

二、 化学实验装置的改进

在实际实验教学过程中，实验室制备氧气采用的是排水法。其中，氧气的制备原理为：2H2O2MnO22H2O+O2↑，实验装置如图1所示。在以往的实验过程中，其实验不足主要有以下几个方面：①氧气生成过程中，由于反应较为剧烈，影响分液漏斗的活塞被打开时，过氧化氢溶液无法滴下，并形成较多气泡向上溢出。②在反应一段时间之后，过氧化氢溶液浓度下降，影响反应速度明显减慢，实验效果不再明显。③发生装置的气压平衡问题不能得到妥善解决，也会影响反应速率。④由于缺乏干燥装置，影响采用排水法制备的氧气浓度，水蒸气会影响后期燃烧检验时的结果。

图1

对于上述实验装置方面的不足，进行了如下图所示改进。①在发生装置中，引入了一根橡皮条，帮助达到平衡气压的效果。②在锥形瓶的底部位置，增设放液口，保证反应后的废液能够及时排除，降低对后期反应过程的影响。基于这两种改进办法，能够显著提升实验速率，且能够制备大量的氧气。③在出气口处，放置干燥剂，有效去除与氧气共同排出的水蒸气，达到消除干扰、提升实验准确度的效果。④在集气瓶的底部增设进气口，由于氧气相比于空气密度更大，通过这一进气口能够在上部消耗氧气的同时，及时补充实验所需氧气，进而可以利用同一装置，一次性完成氧气性质的演示实验，以达到简化实验装置的效果。

图2

另外，在实验室制备氧气过程中，有学生在资源再利用这一环保理念的引导之下，对实验当中的装置进行了更换处理，常规实验当中需要用到的锥形瓶、长颈漏斗等玻璃仪器，用塑料制品代替，包括矿泉水瓶、塑料袋、橡皮塞等，利用这些材料自己动手设计实验装置，实现实验过程中的固液分离，进而节约药品，使实验效果更加显著。这一装置改进方式，在课堂演示以及学生实践操作的过程中都十分适用，应用价值明显提升。

三、 化学实验药品的改进

在化学实验当中，对实验药品进行改进，能够显著提升反应速率，进而缩短实验时间，提升整体课堂效率。在实验室制备氧气的实验中，涉及的实验药品包括过氧化氢溶液和二氧化锰，其中，过氧化氢溶液的质量分数在30%左右，浓度过高，不仅反应剧烈易喷发，且对皮肤具有十分强烈的腐蚀作用，用以危害操作人员的健康，因此，在实际实验过程中，要将过氧化氢溶液稀释到15%左右，但注意不能使浓度过低，会影响反应过慢。在用过氧化氢溶液制备氧气的过程中，需要二氧化锰作为催化剂，控制反应过程，原有的一次性加入二氧化锰的方式，导致反应速率与氧气收集效果不够完善，过氧化氢溶液的消耗量也过大，对其进行改进后，可将少量的二氧化锰粉末放到大试管底部，然后将过氧化氢溶液放入分液漏斗当中进行滴加，使反应发生。这种滴加的形式，能够有效控制反应速度与药品用量，生成的氧气更易收集，且能够有效节约药品。

在实验室制取氧气的过程中，还可以利用过氧化氢与高锰酸钾反应生成氧气、锰酸钾、二氧化锰和水，但这一过程需要进行加热处理，控制难度较大；而上述过氧化氢制备氧气，优化之前的反应速度较慢，利用高锰酸钾的反应特点，加之过氧化氢在催化剂二氧化锰作用下可生成H2O和氧气这一原理，在实际实验过程中，创新形成高锰酸钾与过氧化氢混合制备氧气的方法。通过这一实验创新，能够避免实验过程的加热操作，采用分液漏斗将过氧化氢滴入到高锰酸钾溶液当中，便于控制反应的进行或停止，還能极大地加快氧气的产生速度。这种安全、便捷、快速、有效的实验室制备氧气的方法，显著降低了实验操作难度，十分适合中学教学。

四、 结束语

综上所述，以氧气为例，探究中学化学实验改进，有利于提升化学实验结果的准确性与可靠性。通过相关分析，对于化学实验装置与药品的改进，属于常规的改进范畴，在教师演示实验或学生实践操作过程中，能够直接实现改进过程，进而通过实践观察，提升实验体验感受，便于学生更深入地理解、记忆实验原理与相关性质等。因此，在新课程标准之下，中学化学实验改进要切合教学实际需求，综合提升实验教学质量。

参考文献：

[1]何大明，关宁.基于绿色化学理念的中学化学实验改进策略[J].广西教育，2017，（22）：34-35.

[2]雷霄.高中化学实验教学方法的改进思考[J].考试周刊，2017，（25）：50-51.

作者简介：

扈玉歌，姚如富，孟新新，范诗峰，安徽省合肥市，安徽省合肥市师范学院。endprint