高中化学实验中常见气体的制备实验设计研究

施惠仙

摘要：常见气体的制取在高中化学实验中占的比例很大。高中化学实验需要掌握的知识点较多，并且知识点组成结构复杂，如何牢固地掌握实验知识，在实验过程中形成良好的技能操作，发掘学生的自我探究和创新能力，是当前高中化学实验亟待解决的问题。

关键词：高中化学实验；常见气体；制备实验设计

学习化学主要是创新，化学实验的学习目的不是重复前人的实验，检验前人的实验结果，而是在自我实践的过程中养成良好的实验方法，具有质疑精神、想象力和洞察力，培养学生良好的创造力，勇于开拓新的没有人尝试过的方法和实验，提高综合素质。只有按照科学的规程进行熟练的实验设计才能提高实践能力和创新精神。为贯彻化学新课程理念，必须开展化学实验课才可以，化学教师要重视化学实验，给学生正确的引导，争取做到改进和创新，充分调动学生的学习积极性，让学生自主探究，培养他们的创新能力和意识。

一、高中化学实验中常见气体的制备实验设计思路

常见气体的实验室制法知识被列为高考考察的重点，也是化学学科的难点，中学阶段常见制备的气体有氧气、氢气、二氧化碳、氯气和氨气。鉴于学校办学条件的限制和赶课时进度等原因，当前的气体实验授课方式是“教师讲，学生记”的模式，几乎不给学生实践的机会，这就与教育理念相违背。据调查显示，对化学实验有浓厚兴趣的学生的比例占到62%，但亲自动手做过实验的仅不到10%，甚至有些学生连演示实验都没看过。实验次数过少，不利于掌握化学实验知识，化学教师要对教学策略做一些调整。

二、高中化学实验常见气体的制备与实验设计

（一）确定实验目的

实验室中常见的气体有 H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2 共14种，实验目的是学生能够熟练掌握这些气体的实验室制法，把握气体制备实验的规律和方法以解决实际问题。

（二）設计实验方案

不同的物质进行化学反应可以产生同一种气体，比如氯气的产生有三种方法，一般采用浓盐酸在二氧化锰的作用下产生。所以，应该按照化学方程式，根据学校现有的实验条件，选择合适的物质，才能设计合理的实验方案。

（三）实验实施和条件控制

进行发生装置选择的时候，考虑到气体的密度和水中溶解度等因素，选择合适的装置集气，通常装置的连接顺序为发生装置、净化装置、干燥装置、收集装置和吸收装置。由于氯气溶于水，所以采用排饱和食盐水收集，使用加热法制备氯气所采用的实验设备有酒精灯、烧瓶、分液漏斗、广口瓶和水槽，安装设备要以先下后上、先左后右的原则来进行，试管夹夹在烧瓶的颈部，胶塞上的导管伸入到瓶内的位置要适中，不能插入到浓盐酸溶液中，实验开始之前一定要确保装置完全密闭，连接完仪器后要进行气密性检查。

气密性检查通常是将装置连接好，把导管伸入水槽中，然后用双手或酒精灯微热烧瓶底部，如果导管口有气泡产生，则停止微热，这时如果导管中有一段水柱升起，则证明气密性合格，不然要重新组装和调试；如果密闭性好，就可以将反应物均匀分布在烧瓶底部，用外焰进行预热。

坚决不能用稀盐酸代替浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，因为稀盐酸还原性较弱，不会产生氯气。吸收氯气应该用饱和食盐水，而不用水，用饱和食盐水吸收带入到广口瓶内的氯化氢可以降低氯气在水中的溶解度，减少两次除杂质对于产生氯气的损失。生成的水分由浓硫酸吸收，而最终废气用氢氧化钠溶液收集。而收集方法还可以采用向上排空气法。这是实验室制取氯气最常用的方法。

（四）实验现象的观察与记录

实验之前的预习工作一定要做好，它是保证实验良好完成的前提。在实验之前，找出实验的关键点，牢记于心中，并在实验过程中认真记录，做好笔记。实验时观察反应物的反应情况，有没有气体生成；实验结束后比较一下二氧化锰与高锰酸钾制取氯气的区别。感觉氯气在集气瓶中已经充满以后，可以用湿润的淀粉KI试纸放到集气瓶瓶口，如果试纸变蓝，则证明氯气已集满；还可以用蘸了浓氨水的玻璃棒放到集气瓶口处，如果有白色烟雾产生，则证明氯气已集满。

实验结束后，拆卸装置采取从右到左、从上到下的顺序进行，先拆主要部分，再拆部件；首先要将导管移出各个溶液，然后再停止加热，不然液体会沿导管倒流进烧瓶内部。

（五）结果分析

实验结束后，学生要对实验结果进行处理，分析实验结果与预期的是否一致，如果不一致，学生要分析是哪个环节出了问题。比如，从二氧化锰和高锰酸钾两种制备氯气的方法可以发现高锰酸钾制备氯气无需加热，更加环保，操作简单，但反应较剧烈，部分氯气生成二氧化氯混合在氯气中，导致氯气不纯，再者，得到的七氧化二氯和二氧化氯受热时容易发生爆炸，所以通常不采用这种制取方法。为了有效掌握制取氯气的各种方法，学生可以做出多种尝试，制作出更加简易、优良的实验装置，这对学生遇到问题、解决问题的能力是一个提高的过程。

应该明确的是，要想完成好常见气体的制备实验，首先要明确实验目的，然后了解基本的实验操作和仪器的使用方法，熟练掌握实验的流程。如果不了解这些，不掌握基本技能，就缺乏对步骤和细节的认识，以至于真正实验的过程中手忙脚乱，不知道选用哪些仪器，不知道这一个实验步骤完成以后该如何完成下一步。对气体制备基础知识有一定的了解之后，要灵活运用，细心观察与思考，把握问题的实质，仔细地研究与分析问题，那么针对气体制备及应用的综合实验操作就不成问题了。

三、结语

社会发展需要创新，随着社会主义市场经济的开展，要求高素质人才必须具备创新能力，并把这种能力作为生存的关键。学生要在实际的理论学习和实验操作中不断思考和总结，培养创新意识，鼓励创新作为，形成探究能力，从而构建自己的知识体系，养成善于发现问题，解决问题的习惯。

参考文献：

[1]苗义法.高中化学中常见气体的制备与实验设计[J].中学化学教学参考，2017（12）：47.

[2]黄清梅.把课堂还给学生，激发学生的学习兴趣——“常见气体的制备”高三总复习课教学设计和反思[J].新课程（中旬），2013（07）：62-63.