变“废”为宝 改进化学微实验

王帅

摘要：化学实验教学是培养学生学习兴趣和探究能力的不可缺少的教学环节，作者结合教学实际情况，巧用生活中的常见小物品，改进化学微型实验，变废为宝，提高学生的化学核心素养，同时提高化学教学质量。

关键词：生活物品;高中化学;改进;微型实验

文章编号：1008-0546（2019）01-0092-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.029

2018年1月16日，教育部颁布的《普通高中化学课程标准》（2017年版）中指出：“条件有限的学校，可采取教师演示实验或利用替代品进行实验，鼓励实验的绿色化设计，开展微型实验[1]。”本着绿色环保和为一些条件有限的学校提供更多实验机会的理念，我们课题组成员利用医用注射器、输液器、胶囊的塑料药板、输液瓶的盐水塞、青霉素药瓶（带橡胶塞）、食品保鲜膜、小号矿泉水瓶、铁丝、棉花等生活中常见物品，组装和改进了几例课本微型化实验装置，操作更加便捷和安全、药品用量更少、环境污染更小、实验现象更加直观明显。通过师生的操作和实践，取得了良好的效果，现予以说明。

一、巧用医用注射器，形成密封体系

医用注射器具有廉价易得、透明度高、体积小、气密性好、刻度清晰、可调节容积、使用简便灵活等特点，在化学实验中可以用来量取、轉移、作反应容器。利用注射器的这些优点，可以对部分中学化学实验进行改进，使反应在密闭体系中进行，产生的有毒有害气体量少可控，实验药品用量少、液体药品可测量。

将注射器1的针头向上，气体集中在针头端，液体集中在活塞端。推进活塞，将气体全部注入注射器2，即注射器1为气体发生装置，注射器2为气体收集装置。

当注射器2收集约10mL气体时，关闭调节夹，细管、调节夹和注射器连在一起与注射器1分离。注射器1中的溶液注入烧杯中，铜片与稀HNO3不再接触，反应停止，再吸取少量氢氧化钠溶液，中和残留的酸。另取一支20mL注射器标注为注射器3，往外拉注射器3的活塞，充满约8mL空气。将注射器2和3用细管、调节夹连接起来，观察现象（两支注射器中均为无色气体），打开调节夹，将注射器3的活塞推进，将空气缓慢注入到注射器2中，观察现象（注射器2中气体变为红棕色）。取下注射器2，插上针头，吸取约5mL水，将针头插在橡胶塞上密封，充分振荡注射器，观察现象（气体体积变小，红棕色变为无色），化学反应方程式：2NO+O2■2NO2。

2.利用NO2演示压强、温度对化学平衡的影响

将上述实验中的稀HNO3改为浓HNO3，与Cu反应制NO2，用注射器收集20mL NO2气体，收集完成后将针头扎在橡皮塞上密封。推拉活塞，观察随着注射器中气体体积的变化，气体颜色的变化规律，进而得出压强对其他参加反应的化学平衡的影响规律。

另取两支20mL注射器收集上述实验产生的NO2气体，为了保证两支注射器中的气体是等量的，先用一根透明的管子将两支注射器连接，再关闭调节夹。如图1所示。将一支注射器放入盛有热水的烧杯中，另一支注射器放入盛有冰水的烧杯中，比较两支注射器中气体颜色的不同，同时与常温下的注射器中气体颜色进行比较，得到温度对化学平衡影响的规律。

二、巧用胶囊塑料药板，减少药品用量

在准备必修一中氯气的课堂实验时，笔者想设计一个实验能同时检验氯气的酸性、氧化性、漂白性。氯气是一种有毒有刺激性气味的气体，课堂实验最好是药品用量少，且能在密闭环境中进行，但实验室现有的器材很难同时完成这几个实验，要么是盛试剂的仪器太大导致药品用量大，要么是无法形成密闭环境。联想到生活中常被我们废弃的胶囊塑料药板，它体积小，排列整齐，是很好的微型对照实验的容器，因此用它设计了一个实验装置，能够同时检验氯气的漂白性、酸性、氧化性、与水反应等性质，如图3所示。

取一个透明的饼干盒子、一个矿泉水瓶盖和一个胶囊塑料药板作反应容器，往矿泉水瓶盖中加入少量高锰酸钾固体，将胶囊塑料药板编号，依次装入碘化钾溶液、硝酸钾溶液、滴有酚酞的氢氧化钠溶液、干燥有色纸条、湿润有色纸条、红色花瓣。将装好药品的瓶盖和胶囊药板放入透明饼干盒里，用食品保鲜膜密封好。用5mL注射器抽取约4mL浓盐酸，扎过保鲜膜，缓慢滴加进高锰酸钾固体中。观察生成气体的颜色以及胶囊药板中的实验现象。反应结束后，用另一支5mL注射器抽取氢氧化钠溶液注入到矿泉水瓶盖中，吸收多余的氯气。

三、巧用生活小物品，改进实验效果

1.铁树开花

在改进气体性质检验的实验时，可以尝试铁树开花实验。以二氧化硫为例，取一根试管以及和它匹配的橡皮塞，另取一根细铁丝，一端插入橡皮塞，另一端分开成树形，将浸有品红溶液、高锰酸钾溶液、紫色石蕊溶液等的棉花团分别绑在树枝上做成“花树”，还可以在树枝上绑上干燥有色布条和湿润有色布条。往试管中加入亚硫酸钠固体和浓硫酸，插入做好的“花树”，塞上橡皮塞，将试管直立，观察实验现象。为了吸收多余的二氧化硫，最靠近橡皮塞的花树上要绑上蘸有浓氢氧化钠的棉花。该实验装置现象明显，对比强烈，趣味性十足，还可以用于氯气、氨气等的性质实验。

2.小喷瓶的妙用

盛化妆水、驱蚊水等的小喷瓶往往用完就丢弃，但是在化学实验中除了可以用小喷瓶来充当洗瓶，还在焰色反应的改进实验中发挥大大的功效。焰色反应是人教版高中必修一第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物的内容，教材是用光洁的铂丝或铁丝蘸取盐溶液，在酒精灯的外焰上灼烧，观察火焰颜色。但是在实际操作中很难得到明显现象，原因有二：一是由于酒精灯火焰本身是黄色，会给实验现象带来干扰;二是蘸取的金属盐溶液量很少，金属火焰出现的时间较短。因此我们对焰色反应进行了改进，由于甲醇在燃烧时火焰接近无色，是较乙醇更理想的焰色反应燃料。因此我们将各种金属盐溶于甲醇，盛装在喷瓶中，当喷向酒精灯火焰时，产生了壮观的彩色火球。这种极具表演性的改进大大增强了实验的趣味性，也强烈吸引了学生的注意，有很好的展示效果。但是需注意的是，喷射时，喷口不要对着有人的方向，以免发生危险。

四、结语

巧用生活小物品，改进化学微实验，有利于培养学生的迁移意识和创新能力，也更能有效落实“化学源于生活，化学用于生活”学科理念，学生课余在家也可以尝试利用生活的物品来设计实验，能够有效培养学生的动手能力，增强学习化学的兴趣。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M]，北京：人民教育出版社，2018