对木炭还原氧化铜气体产物成分探究下的实验改进

湖北省武汉市武珞路中学(430064) 陈 琼

化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验不仅能激发学生学习化学的兴趣，更是培养学生科学的思维方式、严谨的科学态度和化学素养的重要途径，同时也是启迪学生创新精神进行科学探究的平台。因而在教学中重视实验教学，适当的进行实验改进，使实验设计更优化，让“绿色化学”根植于学生心中，也是践行化学核心素养的方法之一。

人教版9年级第6单元课题1第2课时“碳的化学性质”的教学中，进行木炭还原氧化铜实验时，不仅产生二氧化碳和铜单质，还会产生少量一氧化碳，而污染空气。笔者在实验室的通风橱里做过验证实验，将木炭还原氧化铜产生的气体通过浓氢氧化钠溶液后用酒精灯点燃，气体量较大时可以燃烧，有蓝色火焰，但当气体量少时或者气体不连续逸出时就观察不到燃烧现象，不便于直接验证。

经过改进，把木炭还原氧化铜产生的气体通过黄色的氯钯酸钠溶液会生成黑色的钯，证明了有一氧化碳生成。原理:Na2PdCl4+CO+H2O=2NaCl+2HCl+CO2+Pd↓。

一氧化碳有毒，会与血红蛋白结合使人缺氧而中毒。为了减少污染，笔者对实验仪器进行了改进。

1 改进方法

1.1 改进思路

对实验室的球形干燥管加以改进，把细管部位拉长且密封，就可以用来盛放碳和氧化铜的固体混合物，凹槽部位盛放澄清石灰水，用来检验生成的二氧化碳。改进后的球形干燥管实物图如图1所示。

1.2 改进实验所需用品及装置图

实验所需用品为:大肚管、酒精喷灯、铁架台(带铁夹)、脱脂棉。为了更清晰地说明，特绘制了实验简图如图2所示。

1.3 改进后的实验操作

1.3.1 方法一

将木炭和氧化铜按1∶10比例混合，烘干，碾成粉末，用药匙的小头送入大肚管末端，塞上脱脂棉，再用胶头滴管伸入凹槽滴加少量澄清石灰水，然后固定在铁架台上，点燃酒精喷灯均匀预热后集中对准药品加热，很快可见澄清石灰水变浑浊，黑色固体开始变成光亮的红色，整个过程只需2 min。

1.3.2 方法二

将木炭和氧化铜按1∶10比例混合，烘干，碾成粉末，用药匙的小头送入大肚管末端，塞上脱脂棉，再用胶头滴管伸入凹槽滴加少量澄清石灰水，用试管夹夹持，点燃酒精灯，罩上铜网(集中火焰，提高温度)，来回移动试管均匀预热后集中对准药品加热，很快可见澄清石灰水变浑浊，黑色固体开始变成光亮的红色，整个过程只需2 min。

2 改进优点

(1)通过对灼烧式点燃检验一氧化碳改进为通过黄色氯钯酸钠溶液生成黑色钯来检验一氧化碳，进一步过渡到通过实验数据定量分析推测生成物的成分，让学生学到不仅可以通过观察实验现象收集证据进行推理，还可以通过定量实验方法来论证，为今后的学习提供了思路，有助于学科思维建模。

(2)优化课本实验，实验微型化，不仅节约了药品，减少了污染。还对学生进行了绿色化学教育，使学生建立绿色化学思想，培养学生的环保意识和有担当的社会责任感。

(3)装置简单，操作简便，便于学生动手操作，且现象明显，能直观地判断气体生成物，适用于学生分组实验。

3 实验价值

通过对实验的改进，学生清晰地观察到实验现象，收集到证据进行了推理，学会了运用证据来论证。教师是新课改的引路人，主动作为，积极完善和改进现有实验，不断探索新实验，提高自身的科学探究能力，才能更好地践行培养学生科学探究与创新意识核心素养的教师责任。