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初中化学实验操作常见错误剖析

2021-02-12钟素琴

中学理科园地 2021年6期
关键词:实验操作化学实验

钟素琴

摘   要:初中化学实验操作是初中化学重要组成部分,每年教育局组织的初中化学实验操作考试是衡量学生和检验教师的实验教学质量的重要依据。本文从九年级化学学科人教版中常见实验入手,分析其中的4类实验,总结学生分组实验和参加实验考试过程中主要问题并提出相应改进策略。

关键词:化学实验;实验操作;错误剖析

化学是一门以实验为基础的科学,初中是学生第一次接触化学实验。化学实验操作的规范化在初中阶段显得至关重要,在九年级化学学科人教版中共有24个演示实验,8个分组实验。笔者将从中选取4种类型的基础实验进行实验操作的常见错误剖析。

1  “固固加热”法收集气体——以“氧气的高锰酸钾实验室制取与性质”为例

“固固加热”法收集气体在初中阶段所应用的气体有:高锰酸钾制取氧气、氧化铜和碳实验室制取一氧化碳等。氧气的高锰酸钾实验室制取与性质是初中阶段最重要也是最常考查的实验之一,主要培养学生学会氧气气体的实验室制法装置的安装、制取方法、排水法收集气体、气密性检验及部分氧气的性质。在学生分组实验与实验考查中,笔者发现了五类常见的操作问题,并对这些问题进行了详细分析如下。

1.1  仪器组装问题

(1)直接连接玻璃管和胶皮管导致连接导管不牢固,费时费力,应先把玻璃管口用水润湿,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。(2)直接将带导管的橡胶管用力塞入容器导致试管破裂或手受伤或漏气,应先左手拿着试管(靠近试管口部位),右手拿着橡皮管慢慢转动着塞进试管口。(3)固定仪器时,先固定试管,再放酒精灯导致试管太高或太低,酒精灯试管底部接触不到;应先放酒精灯,再固定试管,调节好试管位置。(4)固定试管时位置不对或操作不对,如从试管口直接伸入试管夹,试管口向上倾斜,试管夹夹在离试管口2/3左右的位置,导致加热过程中水倒吸至试管底部,气体收集不通畅;加热时容易加热试管夹,试管容易破裂等。应将试管底部慢慢伸入,试管夹夹住离试管口1/3的位置,且试管口向上倾斜。(5)试管清洗后直接用湿的手拿药匙取高锰酸钾,导致高锰酸钾粘在试管璧上,高锰酸钾容易散落,粘在手上以及后续加热过程中受热不均导致试管破裂。正确做法是:不能用刚清洗的试管,应取用洁净干燥的试管,在平时教学中养成习惯,实验结束后要将玻璃器皿清洗并倒置晾干,尽量不要使用没有干燥的试管做高锰酸钾制取氧气的实验。(6)固定铁夹的固定器开口向下,导致铁夹在固定器下方,无法保证铁夹完全固定,容易脱落,而且固定器开关也朝下不好旋转固定,应将固定器开口朝上。(7)试管口棉花太多(或太少)或棉花塞至试管里面超1/3,导致棉花太多或塞至太里面易堵住导管口,太少易使高锰酸钾粉末飞溅至水槽,棉花应适量并塞在试管口。(8)发生装置在右,收集装置在左,导致操作不便,应将发生装置放在左,收集装置在右。

1.2  气体制取问题

(1)点燃火柴时慢慢滑动火柴,导致火柴点不着,应左手拿着火柴盒向并外倾斜45°,右手将火柴头从上往下快速摩擦火柴盒侧面。(2)加热高锰酸钾时,直接加热或预热方法不对,如画圈预热,用内焰预热等导致试管预热不均,应先用酒精灯左右来回预热试管,再用外焰加热试管。

1.3  气体收集问题

(1)收集气体时,直接收集导致气体收集不纯,应等气泡连续并均匀放出时再收集。(2)未集满就将集气瓶取出,或直接将集气瓶取出后盖住玻璃片,导致气体没有收集满,气体不纯或气体已经逸散。正确做法是:待观察到集气瓶口有大颗气泡冒出时,将导管撤离,用玻璃片盖住集气瓶并连同玻璃片一起将集气瓶取出,正放至桌面上。

1.4  气体检验问题

(1)检验木炭与氧气燃烧时,选取大颗粒木炭,木炭加热一会儿就塞进集气瓶,或塞进集气瓶前就将玻璃片完全打开,导致木炭无法燃烧。应将选取小颗粒木炭灼烧至红热,靠近集气瓶时才将玻璃片打开小口(能将木炭放进去即可),然后快速伸入集气瓶。(2)木炭燃烧后直接将玻璃片完全打开,再滴入石灰水,导致石灰水无明显现象。正确做法是:燃烧后仍需用玻璃片盖紧集气瓶,滴入石灰水时玻璃片打开小口(能将石灰水滴进去即可),滴后盖紧玻璃片,再用右手食指按在玻璃片上,其余手指握住瓶身振荡。

1.5  实验台整理问题

(1)收集完气体先撤离酒精灯,再撤离导管口,或撤离完导管口后酒精灯持续加热,导致水倒吸入试管且浪费酒精,应先撤离导管口,再撤离酒精灯。(2)实验结束后,直接用手接触试管底部,或直接用水冲洗试管导致被烫伤或试管破裂,水流急的情况下容易使高锰酸钾飞溅出来。正确做法是:用手握住试管口,再将其取下,先将高锰酸钾粉末倒至废液缸,再清洗试管。

2  “固液不加热”法收集气体——以“二氧化碳的制取与性质”为例

“固液不加热”法收集气体在初中阶段应用的气体有CO2、O2、H2等。“二氧化碳的制取与性质”实验是初中阶段必做和必考的实验之一,主要培养学生用大理石和盐酸在不加热的条件下,用排空气法收集和检验气体。根据学生分组实验和会考实验操作情况,笔者总结了两类常见的操作问题,并对这些问题进行了详细分析。

2.1  仪器组装问题

导管口较短处塞进导管,导致盐酸和二氧化碳一起排出,气体不纯,无法进行后续石灰水的检验,应将导管口较短处塞进橡胶管略露出一点即可。

2.2  气体检验问题

(1)验满时,将小木条伸入集气瓶内导致无法验证是否收集满气体,应将燃着的小木条放在集气瓶口。(2)将气体通入紫色石蕊溶液时,紫色石蕊溶液过少,导管口在液面上方,导致紫色石蕊溶液不变色,应先倒入适量的紫色石蕊溶液(约2-4 mL),并将导管口插至液面下。(3)试管夹使用方法不对,如从试管口部套入或从试管侧面套入,试管夹夹在试管中部等导致操作不便,试管容易破裂,不好加热等,应从试管底部往上套至离试管口1/3处。(4)加热时试管口对着人或竖直加热上下,导致液体溅出伤人,所以试管口不能对着人,应倾斜60°角,左右晃動预热,再用酒精灯的外焰固定加热。

3  溶液的配置——以“配置0.1%氯化鈉溶液”为例

溶液的配置主要是培养学生学会托盘天平和量筒的使用。以“配置0.1%氯化钠溶液”为例,笔者总结了三类常见的操作问题,并对这些问题进行了详细分析如下。

3.1  天平使用问题

(1)没有检查天平是否平衡直接称量或调节平衡操作不当,如没有将游码调至0刻度线就调节平衡螺母,直接用手使天平达到平衡就着急称量,导致称量不准确。应先将游码调节至零刻度线,再调节平衡螺母,视线保持正对刻度线,刻度线至正中时天平达到平衡。(2)称量药品时,直接放在托盘上,导致药品和托盘都遭到污染,应在托盘左右两边各放一张称量纸(左边的可以四边对折,和中间对折),左边放药品。(3)称量药品时移动游码,药品一大勺一大勺的添加或在称量过程中调节平衡螺母,导致称量不准确或药品过多,很难达到平衡。应先调节平衡螺母至零刻度线(称量过程中不动),游码至所需刻度线,再用药匙缓慢添加药品至天平保持平衡。

3.2  量筒使用问题

(1)量取液体时,视线不在刻度线上,或直接倒液体至刻度线,或一开始就用滴管一点点添加液体,导致量取液体偏多或偏少或量取太慢。正确做法是:先倾倒液体至接近刻度线1-2 cm处,量筒放平,改用滴管滴至所需刻度线(视线与量筒内液体凹液面的最低处保持水平)。(2)不能直接将药品倒至量筒中溶解,应将药品和液体倒入小烧杯溶解。

3.3  配置溶液问题

(1)搅拌时,玻璃棒与烧杯壁相碰发出较大声响。应将玻璃棒贴着烧杯底部并沿顺时针方向缓缓搅动,玻璃棒在搅拌过程中动作不要太大,尽量不要发出声音。(2)没有将配好的溶液先倒至试剂瓶,再将填写相应的标签贴上。

4  物质的分离——以“粗盐提纯”为例

物质的分离主要培养学生利用过滤的操作将固液分离。以“粗盐提纯”为例,笔者总结了过滤操作的常见问题,具体分析如下。

(1)滤纸与漏斗之间有较多气泡,导致过滤速度较慢,正确做法是:滤纸对折两次以后(可在三层滤纸处将最底层撕掉一小部分),将滤纸和漏斗紧贴,可以用少量水润湿。(2)没有做到“二低三靠”:滤液没有低于滤纸边缘,滤纸没有低于漏斗边缘;玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,烧杯嘴未靠玻璃棒,漏斗下端未靠烧杯内壁,导致溶液浑浊,液滴倒洒或飞溅。正确做法是:滤液应低于滤纸边缘,滤纸应低于漏斗边缘;玻璃棒紧靠三层滤纸处,烧杯嘴紧靠玻璃棒,漏斗下端紧靠烧杯内壁。

总之,希望通过以上剖析,对教师的实验教学有所借鉴,能让学生在平时的实验过程中,严谨对待每个实验,养成注重细节,有耐心、讲科学的好品质[ 2 ]。

参考文献:

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.

[2] 李在杰,张然功.中招理化生实验操作考试化学题常见错误剖析[J].实验教学与仪器,2018(12):78-80.

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