物质溶解性比较实验的新方案

李马宁　闫帅

摘 要：分组实验有利于培养学生的化学学科的核心素养，而实验药品的安全性与环保性是决定分组实验是否具备大规模推广的重要依据.为了解决人教版教材中对物质的溶解性进行探究的碘、高锰酸钾、汽油的安全及环保问题，药品改用红糖、松香、酒精，让学生在安全的实验环境下进行分组实验，既达到了实验目的，又培养了学生的科学精神与社会责任的核心素养.

关键词：溶解性;分组实验;绿色化学

《义务教育化学课程标准（2011版）》指出，教师在教学中应高度重视和加强实验教学，应根据学校实际情况合理地选择实验形式，有条件的学校尽可能多地为学生提供动手做实验的机会，在实验教学中，应重视培养学生的实验安全和环境保护意識，形成良好的实验习惯.

人教版九年级化学第九单元溶液课题1溶液的形成实验9-2，教师通常用作演示实验，用以说明“同一种物质在不同溶剂中的溶解性是不同的，不同的物质在统一溶剂中的溶解性也是不同的”.

如果使用红糖与松香分别替代教材中的碘和高锰酸钾，实验的安全性、环保性能够得到提升，而且演示实验也能够推广为分组实验，甚至是家庭实验，可以有效培养学生的实验观察能力、上手操作能力，实验教学的有效性也会因此得到显著提升[1].

1 本知识点的教学现状及问题

本文讨论的知识点，是人教版九年级化学第九单元溶液课题1溶液的形成部分的第二个实验，教材中要求使用1～2粒碘和高锰酸钾分别溶于5mL水和汽油，大多是教师在讲台上进行演示实验操作，边做边给学生讲解，顺便提出一些问题，然后让学生通过观察实验步骤和现象来回答问题，进而得出实验结论[2].

1.1 演示实验的不足之处

演示实验，是初中化学教学中实验教学的重要手段，初中化学教师在演示实验教学中依然遵循着理论灌输教学程序，一五一十地讲解每一个实验操作步骤、实验现象与实验结论，导致初中生依然一直处于被动接受状态[3].在实验过程中，药品的用量、实验的过程等引起的实验结果的差别，无法在演示实验中有所体现，导致学生对实验的感知固化，不利于培养学生的学科素养.演示实验的普及，是由经济条件、社会发展等时代背景决定的，现在国家对于教育的投入较高，一般学校均具备变演示实验为分组实验的条件.

1.2 碘、高锰酸钾、汽油的安全性及环保性

碘单质具有毒性和腐蚀性;高锰酸钾粉末，可致皮肤灼伤[4]，汽油是由多种脂肪烃、环烷烃和一定量的芳香烃组成的混合物，有很强的挥发性，能迅速作用于中枢神经系统，使大脑皮质的抑制功能失常，引起中枢神经系统的麻痹，严重者可抽搐及昏迷而死亡，汽油主要以蒸汽形态经呼吸道吸入，也可因液体吸入肺或误服从消化道吸收，经皮肤吸收较少;汽油吸入肺内可能会损害肺的上皮细胞，造成肺水肿和吸入性肺炎，高浓度引起呼吸中枢麻痹[5].

由于这三种物质的性质，以及实验产物的后续处理较复杂，在此实验中，这三种物质均不具备推广为分组实验的条件.

2 实验改进方案及优点

为解决上述问题、将演示实验扩展为学生能够亲自动手实践的分组实验，特对药品的选择进行了改进.使用红糖与松香替代教材中的碘单质和高锰酸钾，使用95%酒精溶液替代汽油.红糖，是生活中常用的调味品，无毒，且廉价易得.松香，目前在市场上在售的主要是脂松香，其主要成分为α-蒎烯[6]，有刺激性气味，但量小时毒性较低.酒精，是一种易挥发低毒性的液体，虽然也有刺激性气味，但同体积的酒精溶液刺激性比汽油小.

实验效果如下：

左图是红糖分别溶于水和酒精的实拍图，右图是松香分别溶于酒精和水的实拍图.从图中可以看出，红糖在水中的溶解性显著强于在酒精中的溶解性，松香在酒精中的溶解性显著强于在水中的溶解性.物质溶解性对比明显，能够达到通过实验说明“同一种物质在不同溶剂中的溶解性是不同的，不同的物质在统一溶剂中的溶解性也是不同的”这一知识点的目的.

它不仅适合于教师演示，而且也适合学生进行分组实验，实验操作与教材所述完全一致，实验材料安全且环保，无危险，廉价易得，整个实验只需2分钟左右的时间，且效果与教材图中所展示的类似.

3 总结和反思

这项实验改进，将原本有毒性的碘、汽油和具有腐蚀性的高锰酸钾，更换为常用的红糖、酒精、无毒的松香，实验效果与教科书中等同，实验材料安全且环保，廉价易得，符合现代主流的绿色化学的观点;其二，教材中使用的碘、高锰酸钾、汽油等，清洗起来较为困难，且易造成水污染，而红糖、松香、酒精等，均无毒无害，不会造成水污染;第三，经过这种改进，学生们可以变观看教师做演示实验为自己动手的分组实验，亦可推广为家庭实验，有利于培养学生实验观察分析总结的能力，培养学生的实验探究与创新意识和科学精神与社会责任的核心素养.

但值得注意的是，教材中所用物质为碘和高锰酸钾，分别是单质和化合物，有利于学生从物质分类的角度认识物质溶解性，这种功能是松香、红糖这些混合物所不具备的.然而学生要进行分组实验甚至家庭实验，必须选用安全、环保、对环境友好的材料，这也是目前初中化学实验发展的趋势.

参考文献：

[1]张兴建.分组实验在初中化学教学中的实施研究[J].课程教育研究，2019（03）：165.

[2]王华美.初中化学分组实验教学中学生探究能力培养的研究[J].科学咨询（教育科研），2019（08）：148.

[3]罗成.新课改下初中化学演示实验的有效改进策略[J].课程教育研究，2019（35）：155-156.

[4]任艳华.高锰酸钾粉致皮肤灼伤1例[J].临床皮肤科杂志，2014，43（12）：715.

[5]闵利，刘丽容，贺思位，淡珊瑚.急性重度汽油中毒1例救治体会[J].现代医药卫生，2019，35（15）：2422-2423.

[6]冈特·魏斯曼，钱慧娟.中国马尾松脂松香的树脂酸分析[J].林化科技通讯，1987（01）：21-23.

（收稿日期：2019-10-10）