让实验演示给力习题教学

陈红

[摘 要]从“排水法测量气体体积”的实验中学生存在的质疑出发，从生活中寻找仪器和材料进行装置重组和实验，设计出更加明显、更具操作性、更有说服力的实验，从而给力习题教学。

[关键词]实验 给力 习题教学

有关气体的制取和性质检测是初中学生必须掌握的实验，也是中考的热门考点。但是由于学生思维能力有限，在新课教学中，往往只注重基本仪器的操作和使用，对于一些实验原理基于学生现有的水平，无法理解透彻。学生在复习中遇到一些深层次的问题时，就会似懂非懂，模棱两可。如2014年临海市初三科学调研卷中第35题（部分）：

图1 小柯在学习了金属的化学性质后，想对锌、铜合金中锌的质量分数进行粗略测定。他设计了如图1所示的实验装置，并选用了三种试剂：①水;②稀硫酸;③锌、铜合金。温馨提示：该反应是放热反应，H2难溶于水。根据小柯的实验思路，请你思考：

（1）在底部有小孔的试管内应加入  （填写试剂的相应序号），在广口瓶中加入一定量的水。

（2）若广口瓶内的水没有装满（上方留有少量空间），则实验测得H2体积将  。（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

第（2）小题的答案是“无影响”。但学生在解答时，却存在着较大的思维难度。如果用排水法收集H2，则集气瓶内的水必须满，不然会有空气混合，导致收集到的H2不纯，这点很好理解。但是当用如上装置来测量收集到的气体体积时，如果水不装满，对实验测得的H2体积是否存在影响，学生却存在着较大的疑惑。当用理论解释讲解透彻有难度的情况下，解决质疑的最好方法就是实验。如果让学生亲眼看到当有V毫升的气体通入这个集气瓶，而被排出来的水的体积也是V毫升，眼见为实，学生才会信服。那么怎样才能成功地进行这个实验呢？实验中存在以下一些难题：①怎么知道压入集气瓶的气体的体积，并且还是处于常温常压下的气体体积;②玻璃管、木塞和集气瓶之间的密封性不好，会有气体逸出，在气体量不多的情况下，甚至不出现水被排出的现象;③玻璃管在导水的过程中，会有水残留在管内，导致测量结果偏小。

上述的第①个问题，我们用针筒就可以解决，将针筒的活塞拉至某刻度处，即可直接读出针筒内的气体体积，此时的体积即为常温常压下的空气体积。将活塞往里推，能将气体挤出，并且根据前后活塞所对应的刻度差可知被挤出气体的体积;第②个问题的解决方法，我们用100mL带橡皮塞的药水瓶来替代木塞和集气瓶，用针尖插入橡皮塞，将针筒内的气体导入，将空圆珠笔芯一端插入橡皮塞，浸没在红墨水的液面以下，另一端用小橡皮管连接进行导水，气密性好;第③个问题的解决方法，用小橡皮管替代玻璃管，口径小，残留在管内的水少，并且我们在实验前，可以先将针筒内的气体推入一部分进入集气瓶，使一部分水先被排出而填满了小橡皮管的通道，从而排除因残留在通道里的水而导致测量结果偏小。另外，用红墨水代替蒸馏水，使实验现象更加明显，在红墨水上滴上几滴植物油，可以防止空气中的CO2等气体溶解在水中而对实验造成干扰。

图2 具体实验仪器装置如图2所示。

实验操作步骤：

1.将活塞往下推，使红墨水从小橡皮管溢出，表明红墨 水已充满圆珠笔芯和小橡皮管。

2.读出此时的活塞刻度，记为V1。

3.将小橡皮管的一端通入量筒中。

4.继续将活塞往下推至某一位置，记为V2，则V气=V1-V2即为压进来的气体体积。

5.读出量筒内红墨水的体积，与V气进行比较。

化学起源于实验，发展于实验，成就于实验。化学家戴安邦曾经说过：“化学实验是学生学习化学的最佳场所。”“我听说了，就忘记了，我看见了，就领会了，我做过了，就理解了。”因此在复习课的习题讲评中，如果能够很好地进行实验演示，使学生身临其境，既能激发学生学习化学的兴趣，打破习题教学中“师讲生听”的消极氛围，又可为化学实验习题的解答积累丰富的经验。