浅析化学反应中能量变化和碘升华的实验改进

田晓丽

摘 要：化学实验是化学教育教学的一种最有效的形式。针对现在的教学教材内容中的能量变化的吸热实验部分进行了一些改进，力求实验操作简单，现象直观，更具说服力。

关键词：化学教科书；能量变化；实验改进

一、能量变化的实验

1.教材实验设计现状及问题

普通高中课程标准实验教科书2009年6月湖北第一次印刷化学必修（2）第34页吸热反应实验的目的，是通过观察玻璃片上的水是否结冰使玻璃片与小烧杯粘在一起来判断氢氧化钡晶体与氯化氨晶体的反应是吸热反应，通过这个实验来认识和感受化学能与热能在互相转化中能量的变化，加深对吸热反应的理解。但在实际操作中却存在一些问题：该实验受环境影响较大，在南方讲授该内容时教室温度还很高，实验时玻璃片上的水基本不能结冰，在有风的环境下实验也很难成功。另外，在玻璃片与小烧杯之间加入水滴后在表面张力和大气压强的作用下玻璃片与烧杯也能粘在一起，也会影响实验的严谨性。

2.实验改进

（1）配制浓度为0.01%的蔗糖溶液（加入少量蔗糖目的是获得晶核），为了便于学生观看，可向其中加入1～2滴品红溶液，使溶液呈淡红色。

（2）取一支15×10小试管滴加上述溶液1～2ml。

称取20 g氢氧化钡固体和10 g氯化铵晶体（如室温较高，可把用量各增加一倍）放入50 ml小烧杯中用玻棒迅速搅拌，并将上述加入蔗糖溶液的小试管插到混合物中间，再在混合物中插入一支温度计，可以看到混合物迅速降溫至-10℃左右（如降温稍慢可向混合物中滴加少量蒸馏水再进行搅拌），过5～6分钟拿出小试管可以看到小试管中的水已凝结成冰，效果非常明显。

3.改进优点

改进后实验设计科学合理，不仅适用于演示实验，也适合学生的分组实验，现象明显，学生真切地看到了试管中的水变成了冰，印象深刻，操作简单，极大地提高了实验的成功率。

二、碘升华的实验

1.实验中存在的问题

升华是指物质由于温差太大，从固态不经液态直接变为气态的相变过程。教科书上的实验是在小烧杯里加入少量的碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，将小烧杯放在石棉网上加热。问题是在加热的过程中会有大量紫色的碘蒸气从小烧杯口逸出，碘蒸气有刺激性气味，具有一定的腐蚀性和毒性。实验过程中还会出现熔融的碘单质，结束后烧杯底部有黑色固体残留，不利于学生对这一知识点的理解。

2.实验改进

（1）准备15×15，10×10两个大小试管，将小试管装满凉水后在试管口套上一个滴头。

（2）在大试管中放入极少量的细碎碘固体，把小试管装入大试管中，胶头会卡在大试管口上，起到密封作用，用铁架台或试管夹固定好。

（3）用酒精灯给大试管持续加热，可看到很快有紫色的气体出现并很快有紫黑色的闪亮晶体凝固在小试管底部。

3.改进优点

本实验由于碘用量少，酒精灯火焰温度高，碘在温度达到熔点前全部升华为碘蒸气，小试管中的凉水可以使碘蒸气快速凝结。实验结束后大试管底部无任何黑色残留，碘晶体全都凝固在小试管底部。学生比较容易理解这个内容。整个实验用时短，效果明显，产物便于再利用，密闭性强，大大减少了传统实验方法对环境和学生造成的危害。endprint