人教版高中化学教材疑难实验研究

李茜

摘 要：对人教版普通高中新课标化学教材中钠的燃烧、铁粉与水蒸气反应两个实验进行了改进研究，使之成为简单易做、现象明显、容易成功的实验。

关键词：高中化学；疑难实验；研究

一、对钠的燃烧实验的改进

1.实验原理

钠在空气中在点燃的条件下可以发生反应：2Na+O2Na2O2。

2.改进理由

人教版普通高中课程标准实验教科书《必修1》（2007版）【实验3-2】金属钠的燃烧实验：“将一小块表面吸干煤油的金属钠放在坩埚里加热”。这样做得到的产物表面被大量黑色的物质覆盖，很难让学生观察到钠燃烧后生成的物质是淡黄色的过氧化钠。此实验不易成功的原因在于：①加热到钠熔化并开始有火花时没有及时撤离酒精灯。②用于燃烧的钠是学生观察钠的物理性质（【实验3-1】）之后，未做任何处理的金属钠，而用于学生观察的钠只是切除了一端的外皮，其他外皮没有切除，会残留部分煤油。③燃烧用的坩埚是不透明的，只能俯视观察实验现象，学生很难观察到钠燃烧时火焰的颜色。

3.实验材料及药品

铁架台、酒精灯、石棉网、大烧杯、镊子、小刀、玻璃片、滤纸、金属钠。

4.实验装置（图1）

5.实验步骤

①按实验装置图组装好装置。②用镊子取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切去其所有外皮。③点燃酒精灯，加热并不停地移动，使烧杯底部均匀受热。④待烧杯达到一定温度（接近钠的熔点）时，将准备好的金属钠迅速放入烧杯中，继续加热。⑤待金属钠熔化并有火花生成时，立即撤离酒精灯。

6.实验现象（图2、图3）

将金属钠放入烧杯后，钠很快熔化并有火花产生，撤离酒精灯后，钠继续剧烈燃烧产生黄色火焰和白色的烟，冷却后生成淡黄色小颗粒状的物质，周围未出现黑色的物质。

7.实验结论

金属钠燃烧后生成的物质是淡黄色的过氧化钠。

8.改进后的优点

①操作简单，使用的仪器都是实验室常用的。②克服了用坩埚燃烧金属钠时学生只能俯视观察实验现象的困难，因为烧杯是透明的，所以无论教师演示实验还是学生自己动手实验，都很容易从任意一个角度观察金属钠燃烧时的实验现象。③本实验所用的金属钠切去了所有外皮，避免了煤油不完全燃燒时产生的黑色物质对过氧化钠颜色的观察造成的干扰。

二、对铁粉与水蒸气反应实验的改进

1.实验原理

铁与水蒸气在高温的条件下发生反应：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

2.改进理由

人教版普通高中课程标准实验教科书《必修1》（2007版）【科学探究】铁粉与水蒸气反应实验：“将浸了水的湿棉花放在试管底部，还原铁粉平铺在试管中（距湿棉花一定距离），用一个酒精灯加热进行反应”。这样做该实验很难成功。虽然注释（【科学探究】下面）中说了该实验也可再用一个酒精灯加热，但是教师做演示实验或指导学生进行实验时，往往只会用一个酒精灯加热，或者用两个普通的酒精灯加热，使得该实验仍然很难成功，即使产生了少量的氢气，反应也很难持续进行。如果用酒精喷灯加热，其产生的较大噪音会干扰学生的听觉，所以很多中学教师都不做此实验。此实验不易成功的原因在于：①只用一个酒精灯加热，酒精灯在加热铁粉的时候水蒸气停止产生，酒精灯在加热湿棉花的时候，铁粉部分的温度未达到与水蒸气反应的温度。②用两个普通的酒精灯加热，虽然水蒸气可以不停地产生，但是铁粉部分的温度仍未达到与水蒸气反应的温度。

3.实验材料及药品

铁架台、酒精灯、酒精灯罩、试管、棉花、导管、橡皮塞、火柴、瓷蒸发皿、还原铁粉、肥皂液、蒸馏水。

4.实验装置

5.实验步骤

①按实验装置图组装好装置。②点燃酒精灯，先用一个酒精灯于试管底部来回移动预热试管，再将其中一个酒精灯加上酒精灯罩放在还原铁粉部位集中加热，将另一个酒精灯放在湿棉花部位集中加热。③观察蒸发皿中产生的气泡，待气泡较多时，用坩埚钳夹住燃着的火柴（或用燃着的竹签），点燃气泡。④重复步骤③。

6.实验现象

将带有灯罩的酒精灯集中铁粉部位加热时，可以很快观察到还原铁粉变黑，蒸发皿中不断产生气泡，点燃气泡可以听见“噗噗”的“爆鸣”声。

7.实验结论

观察到还原铁粉变黑，可以证明铁粉与水蒸气反应生成了四氧化三铁；点燃蒸发皿中产生的气泡听见“噗噗”的“爆鸣”声，可以证明铁粉与水蒸气反应生成的气体是氢气。

8.改进后的优点

本实验成功的关键在于：①要不断产生水蒸气。②铁粉部位的温度要达到两者的反应温度，通过使用两个酒精灯和给还原铁粉部位的酒精灯加一个灯罩，提高了火焰温度，使得该实验操作简单，反应能够持续进行，并且避免了使用酒精喷灯产生的较大噪音给学生的听觉带来的干扰。

？誗编辑 任 壮