趣味化学实验设计与实践

李 敏，李英刚

(西安文理学院 化学工程学院，陕西 西安 710065)

化学实验则是一种有效的认知途径，通过实验引导学生把学习的化学知识与实践结合起来，进一步加深对于化学知识的认知，在提高学生的化学科学素养上发挥着它不可替代的重要作用。趣味化学实验具有操作简便，现象明显的特点[1]，能够通过生动趣味的实验，激发学生的求知欲望，使学生的学习能力和对事物的认知能力进一步增强，最终达到提高学生观察能力、动手能力、探究创新能力等[2]。

1 趣味化学实验设计原则

在趣味化学实验的设计过程中，选取化学实验应注意要符合趣味性、安全性、直观性、简易性、可行性等原则[3]。趣味性强的化学实验能够迅速引起学生注意力，激发学生的探索兴趣，让学生在愉悦的氛围中探索，培养好学的精神。直观性强的化学实验有明确，明显的实验现象，便于观察，易于学生理解实验现象。简易性强的趣味化学实验设计方法应简单易于学生理解，对于学生的操作要求低，便于学生操作[4]。趣味化学实验的设计过程中符合安全性的原则，趣味化学实验的选材应选用无强酸、无强碱、无毒的实验用品，或利用安全的物品来代替强酸、强碱、有毒的实验用品，一定要用强酸、强碱、有毒的实验用品则要做好安全措施。实验的设计过程中还要符合可行性原则，可行性原则是实验能否顺利进行的关键。

2 趣味化学实验设计案例

趣味实验设计根据化学反应中的颜色变化、性质变化、物质状态变化，并根据先认知，再体验，后探究的学生学习特点，设计的趣味化学实验。

2.1 灭字灵

实验用品：草酸溶液、次氯酸钠溶液、蓝黑墨水笔、白纸。

实验方法：先用笔蘸上蓝黑墨水在白纸上写几个字。然后用草酸溶液擦拭字迹，发现字迹颜色变淡。再用次氯酸钠溶液擦拭该字迹，发现字迹消失了。

实验原理：草酸与三价铁反应生成草酸铁的络合物,除去了墨水中黑色的鞣酸铁。次氯酸钠溶液有漂白性，漂白了墨水中的蓝色。

设计意图：通过奇妙的消字现象，使学生理解草酸和三价铁离子间的络合反应。了解次氯酸钠溶液的漂白性。

2.2 烧不坏的手帕

实验用品：酒精、手帕、镊子、酒精灯。

实验方法：把一手帕在酒精和水(2∶1)的混合溶液中充分浸泡，然后用镊子夹着手帕在酒精灯上点燃，在燃烧的过程中不断摇晃，火焰熄灭后发现手帕仍完好无损[5]。

实验原理：手帕燃烧时由于水的存在，燃烧反应并不是很剧烈，放出的热量也就不多，再加上燃烧过程中不断摇晃也带走了部分的热，所以手帕的温度一直达不到它的着火点，因此手帕不会烧坏。

设计意图：通过神奇的手帕燃烧而完好无损的实验展示，让学生深刻理解着火点这一概念对于物质燃烧的影响。

2.3 空杯生烟

实验用品：集气瓶、浓氨水、浓盐酸。

实验方法：分别在两个集气瓶瓶壁边缘滴入几滴浓氨水和浓盐酸，然后把两个集气瓶瓶口完全相对不留空隙，过一会发现集气瓶中有白烟生成。

实验原理：浓氨水挥发出的氨气和浓盐酸挥发出的氯化氢气体反应，生成氯化铵形成白色的烟。

设计意图：通过气态到固态的状态变化，让学生认识到氨气和氯化氢气体化合反应生成白烟状的物质。

2.4 喷雾作画

实验用品：滤纸、碳酸钠溶液、酚酞试液、喷壶。

实验方法：先用滤纸制作一朵小花，然后用碳酸钠溶液浸泡制作的小花，取出后在阳光下晾干。实验时用装有酚酞试液的喷壶喷洒小花，发现小花的颜色由白色变为红色。

实验原理：碳酸钠溶液显的是碱性，而酚酞试液遇碱变红，所以碳酸钠溶液能使酚酞试液变红。

设计意图：通过简单的颜色变化展示，使学生理解碱遇酚酞试液变红。

2.5 喷雾显字

实验用品：笔、硫氰化钾溶液、白纸、三氯化铁溶液、喷壶。

实验方法：用笔蘸取硫氰化钾溶液在白纸上写字，然后在阳光下把写字的白纸晾干，实验时用装有三氯化铁溶液的喷壶在写字的白纸上喷洒，发现白纸上的字迹颜色变为血红色。

实验原理：三价铁离子与硫氰化钾溶液反应后显血红色。

设计意图：通过前后字迹颜色变化的展示，使学生了解到三价铁离子与硫氰化钾溶液反应后显血红色。

2.6 密写信

实验用品：笔、稀淀粉溶液、白纸、碘水、喷壶。

实验方法：用笔蘸取稀淀粉溶液在白纸上写字，然后在阳光下把写字的白纸晾干，实验时用装有碘水的喷壶喷洒，白纸上显现出蓝色的字迹。

实验原理：淀粉溶液和碘溶液反应显蓝紫色。

设计意图：通过滤纸上字迹的显现和字迹颜色的展示，使学生了解淀粉溶液和碘溶液反应显蓝紫色。

2.7 茶水-墨水-茶水

实验用品：烧杯、茶水、绿矾、草酸。

实验方法：在装有橙黄色茶水的烧杯中，加入绿矾粉末搅拌，发现橙黄色茶水变成了蓝色的墨水。接着加入草酸晶体粉末后，发现刚刚变成的蓝色墨水又变回原来的橙黄色茶水。

实验原理：茶含有的单宁酸与绿矾中的亚铁离子反应，先生成单宁酸亚铁，后被氧化成单宁酸铁，使茶水的颜色变成蓝色。再由于草酸具有还原性，可以把三价铁还原成二价铁，因此茶水的蓝黑色又消失了，重新显示出茶水的橙黄色。

设计意图：利用生活中常见的日用品和实验试剂设计趣味实验，探究绿矾和草酸的化学性质。

2.8 “可乐”变“雪碧”

实验用品：可乐空瓶、酒精、碘片、大苏打。

实验方法：在空可乐瓶中先加一定的蒸馏水和酒精，再加入适量碘片，边加边振荡直到溶液的颜色和可乐相似为止。随后在瓶盖内封存大苏打粉末后，将瓶盖小心盖紧，注意不要使大苏打粉末散落在瓶内。实验时将可乐瓶上下摇晃，很快一瓶“可乐”变成了无色透明的“雪碧”。

实验原理：硫代硫酸钠和碘能发生氧化还原反应，褪去碘溶液的颜色。

设计意图：通过趣味化的实验设计和有趣的实验现象，让学生探究硫代硫酸钠和碘发生的氧化还原反应。

3 趣味化学实验调研与实践

通过设计问卷在化学专业学生中进行调查，并对调查结果进行分析发现，大多数学生喜欢这种有趣、生动的实验方式来学习化学知识，也喜欢老师在生活中和课堂上引入的趣味化学实验，并且认为趣味化学实验对于激发学生的求知欲望，培养学生的动手能力，开发学生的探索能力等多方面都有积极的影响。通过进行实验、观察现象和不断改进，“灭字灵”和“烧不坏的手帕”，两个实验以简单、直观、趣味的实验呈现方式，达到了让学生认知物质变化规律的目的，同能激发了学生学习兴趣和求知欲望。“喷雾显字”和“密写信”，两个实验加深了学生对知识的掌握和巩固，能培养学生的动手能力。“茶水-墨水-茶水”和“可乐”变“雪碧”，两个实验具有操作简单、探索性强的优点，能激发学生的好奇心，使学生在好奇心的驱动下主动探索研究，进一步开发学生的探究创新能力。