在经典中寻求“变通”——探索化学实验复习教学中的压强变化

江苏省苏州市吴中区迎春中学 戴俊杰

在经典中寻求“变通”
——探索化学实验复习教学中的压强变化

江苏省苏州市吴中区迎春中学 戴俊杰

初中复习教学中以气体作为研究对象的实验颇多。利用教材中经典的装置图，通过探索其中压强的变化，深入理解实验教学体系的要素，使学生在更宽泛的实验活动层面上感受化学的魅力，享受学习的乐趣。

化学实验复习教学寻求变通

实验教学是化学教学的重要组成部分和核心。一个化学实验，不论是演示实验还是分组实验，都可以归纳出化学实验体系的三要素：作为实验对象的物质体系；适当的仪器装置和必要的安全措施；合理的实验步骤和规范的操作技术。这三者是不可或缺的，但其重要性还应存在依次递减的关系。究其缘由：在学习或研究化学时，选用什么物质体系是由学习或探究的目标所决定的；只有化学实验的物质体系选定之后，使用什么样的仪器装置才可大致确定；实验步骤取决于所选定的物质体系和仪器装置，如何安全、有序地完成实验，决定了实验者所应具有的操作技术的规范程度。只有这样来认识化学教学实验，才能真正体现出化学是一门实验性学科，才能理解学习化学一定离不开实验，也才能够通过化学实验培养学生的科学精神和科学作风。

一、压强的变化决定着装置气密性的检查

【热点寻疑】如装置图1所示。该图在课本中的出处在哪？有哪些气体的制取适用于此套装置？反之，要制取这些气体，又为何选用该装置？其气密性如何检查？

【纵横回味】学生很容易联想起氧气的制取，回顾装置的选取主要是由药品的状态和反应条件所决定的。该装置适用于固体（或多种固体混合）加热制取气体。气密性检查采用的是微热法（需在密闭环境下，升高温度，使其内部压强变大，形成气泡或水柱等现象）。

【学以致用】对于“有哪些气体的制取适合于此装置？”一问，学生往往会忽略掉氨气的制取。可强化实验室常采用硫酸铵和氢氧化钙混合加热的方法来制取氨气，再次凸显选择该装置的依据。教学过程中还可学有余味地追加问其具体操作上的安全注意事项、制得气体的检验方法等。

图1

图2 图3

【纵横回味】形虽不同，神却似。学生能熟悉地回顾出该装置适用于固体与液体常温下制取如氢气、二氧化碳等气体。

【深度剖析】（1）充分对比两套装置操作上的优劣：其图3能更有效地形成固液分离，反应终止；（2）气密性的检验：打开旋塞，注水至液封，再旋紧旋塞，再注水形成一段水柱。若该段水柱高度长时间不下降则气密性好。强调这2个考察要点，可充分训练学生的观察对比分析能力及对具有动手操作的实验情境的回顾。

【深度剖析】从图3到图4，虽是简单的仪器的变换，从长颈漏斗到分液漏斗，却造成气密性检查方式的不同、实验效果的不同。图4装置的气密性即可用微热法，亦可用滴液法来检验。该装置最显著的优点在于通过控制分液漏斗的旋塞来控制滴液速度，从而达到控制反应速率的目的。这在初中基础实验中是极其难能可贵的。

【反思总结】整个教学过程不仅仅回顾了几个考点，还能让学生在逻辑分析上形成对比的意识，更能使学生在实际操作的情境中产生共鸣，强化了学生的基本技能。

二、压强的变化影响着实验步骤的先后顺序

图4

图5 图6

【热点寻疑】图5和图6分别是课本中哪个实验主题的映像？又有哪些操作步骤有着明确的先后顺序？倘若先后顺序对调，又有何后果产生？这些又是什么因素所决定的？

【纵横回味】学生细看图像，很容易通过其中的特征（如棉花团、酒精喷灯等），判断出它们各自所代表的实验主题分别是“高锰酸钾制氧气”和“实验室炼铁”，自然而然地回忆起其中实验步骤的要点。

【反思总结】一联系，一对比，就可以明确实验步骤的先后顺序就是由于装置中压强的变化引起的。只有当学生充分理解其原理、明确其变化后果，他们才会自信地开展有序、安全的实验。学生才能科学、严谨、冷静地对待化学实验，同时也避免产生“爱化学又怕化学”的意识。

三、压强的变化解答了化学实验的现象

图7 图8

【热点寻疑】图7和图8分别是课本中哪个实验主题的映像？其每个实验中会出现什么样的现象？请回顾其反应并解释其原理。

【纵横回味】一则是“铁丝的锈蚀”，一则是“粗测空气中氧气的含量”。要解释其共有的现象，都必须明确化学反应后的物质体系；要使实验成功，都必须强调装置的气密性。

【深度剖析】以图8为例，可追问“将燃烧着的红磷慢慢伸入集气瓶”、“没有旋紧橡皮塞”、“尚且还在燃烧过程中就打开弹簧夹”、“尚未冷却到室温就打开弹簧夹”等问题。这些实际的操作都会相应地产生不同的实验结果，而这一系列的问题都得紧扣压强的变化来加以解释。

【反思总结】“化学实验有多少是成功的，又有多少是失败的？成功自然欣喜，失败又有何妨！失败的缘由，就是成功的引线。化学实验尚且如此，我们的人生也需寻求失败的成功。”

四、化学实验的设计常需借助压强的变化

我们都熟知二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应时无明显颜色的变化。但该反应却也存在2个隐性的现象：密闭装置内压强会变小和典型的放热过程，不由的就会让人设计“气球的膨胀或缩小”、“U型管中液柱的高低变化”等装置来反馈。但需留心注意的是：氢氧化钠溶液中本身存在着溶剂——水，而二氧化碳也会与水作用，或溶解或反应。因此，这压强上的变化、能量上的变化，到底是二氧化碳与氢氧化钠作用产生的、还是与水作用形成的，恐怕仅仅设计一幅图像是难以解释的。故此实验设计还要有水与二氧化碳作用的对比实验，根据实验结果的差异来寻求科学的结论。

【学以致用】上述如此经典的案例，怎可在复习教学中让学生错过！可将此实验设计成为中考前一个难得的课堂实验。实验过程中让学生先量取好10mL的氢氧化钠溶液和等量的水（如果能折算出溶剂的量则更为有效），再注入预先已准备的满满500mL的塑料瓶中，旋紧瓶盖，充分振荡。实验可见装有氢氧化钠溶液的塑料片几乎被“拧作一团”，而且能明显感到溶液的温热。而装水的现象几乎没有。

在化学教学中无论怎样强调化学实验的重要性都不过分。利用基础、经典的实验装置图来讲评复习，共同寻找有效的实验教学要素，能激发学生主动参与的热情，引导学生在积极温故中知新，从而切实提高化学实验复习教学的有效性。