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提高还原氧化铜实验成功率的可行性方案
在初中化学实验教学中,有些实验成功率低,而且操作中有安全风险,教师往往将做实验改为了讲实验,将演示实验改为了演示动画,没有体现化学教学中实验的重要性.目前,木炭、一氧化碳和氢气还原氧化铜的实验是初中化学实验中成功率较低的实验.笔者在实验教学中,通过把实验装置加以改进,可以大大提高实验的成功率.下面介绍３个实验的简易改进方法.
１ 实验一:木炭还原氧化铜实验
１．１ 实验难点
初中化学人教版教材中,设计了本实验的演示方法,但是存在反应速度慢,所需时间长,演示成功率低,现象不明显等缺点.
１．２ 实验改进思路
传统的实验方法是将木炭粉末和氧化铜粉末混合,均匀铺在试管底部,采用加网罩的酒精灯加热,用导管将生成的气体导入澄清石灰水中.由于实验器材和实验方法的局限,本实验是初中化学教学中典型的困难实验.为提高接触面温度,使用细玻璃管作为反应容器,在细玻璃管内装入少量混合好的木炭粉末和氧化铜粉末,用酒精灯加热.在玻璃管两侧使用大号注射器作为反应后气体的储存装置.
１．３ 实验仪器与药品
酒精灯、细玻璃管、大号注射器、胶管、木炭粉末、氧化铜粉末、澄清石灰水.
１．４ 实验装置实物图及设计图
实验装置实物图如图１ 所示,设计图如图２所示.
１．５ 实验操作
将混合好的木炭粉末和氧化铜粉末,放置于细玻璃管中,将２个大号注射器与细玻璃管用胶管连接,用酒精灯加热细玻璃管,同时将注射器活塞缓慢向外拉动,最后将注射器中收集到的气体通入澄清石灰水中.
１．６ 实验反思
找准实验的难点,对困难实验进行有效改进,规避实验中的各种不利因素,提高实验的成功率.
２ 实验二:一氧化碳还原氧化铜实验
２．１ 实验难点
一氧化碳是有毒气体,易污染空气.在加热一氧化碳和空气的混合气体时,存在爆炸的危险.２．２ 实验改进思路
传统的实验方法,要先通一氧化碳气体,将管内的空气排尽,待空气排尽后,点燃酒精灯加热.当反应完成后,停止加热,再通一会儿一氧化碳气体,直至玻璃管冷却.在这个实验过程中,存在一氧化碳和空气混合气体受热爆炸的危险.同时,实验时一氧化碳气体的用量大,易造成浪费;实验中一氧化碳气体外逸,易造成空气污染.
在实验中,利用大号注射器储存一氧化碳气体,在细玻璃管中盛放氧化铜粉末,利用酒精灯加热.实验现象明显,没有气体逸出,实验过程安全、节约、快捷.
２．３ 实验仪器与药品
酒精灯、细玻璃管、大号注射器、胶管、一氧化碳气体、氧化铜、澄清石灰水.
２．４ 实验装置实物图及设计图
实验装置实物图如图１ 所示,设计图如图２所示.
２．５ 实验操作
将氧化铜粉末置于细玻璃管中,用一个大号注射器储存一氧化碳气体,用导管连接注射器和细玻璃管,缓慢推注射器活塞排空玻璃管内空气,用酒精灯加热细玻璃管,同时缓慢推动注射器,实验后将另一注射器中的气体通入澄清石灰水中.
２．６ 实验反思
本实验的改进设计避免了传统实验方法的缺陷,实验的安全性、可操作性和观察性更高.
３ 实验三:氢气还原氧化铜实验
３．１ 实验难点
在氢气和空气的混合气体加热时,存在爆炸的危险,导致实验操作的成功率较低.
３．２ 实验改进思路
传统的实验方法,要先通氢气,将管内的空气排尽,待空气排尽后,点燃酒精灯加热.当反应完成后,停止加热,再通氢气,直至玻璃管冷却.在这个实验过程中,存在着氢气和空气混合气体受热爆炸的危险;同时氢气的用量大,易造成浪费.
在实验中,利用大号注射器储存氢气,在细玻璃管中盛放氧化铜粉末,利用酒精灯加热.实验现象明显,没有气体逸出,实验安全、节约、快捷.
３．３ 实验仪器与药品
酒精灯、细玻璃管、大号注射器、胶管、氢气、氧化铜、澄清石灰水.
３．４ 实验装置实物图及设计图
实验装置实物图如图１ 所示,设计图如图２所示.
３．５ 实验操作
将氧化铜粉末置于细玻璃管中,用一个大号注射器储存氢气气体,导管连接注射器和细玻璃管,使细玻璃管向下倾斜,缓慢推注射器,排空玻璃管内空气,用酒精灯加热同时缓慢推动注射器.
３．６ 实验反思
本实验的改进设计克服了传统方法的缺陷,实验的安全性、可操作性和观察性更高.
４ 小结
以上３个还原氧化铜的实验,在实验教学中是典型的成功率低的实验,通过在实验教学中的改进,大大提高了实验的成功率,可对其他教师进行相关实验教学提供借鉴经验.
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