借助微型化学实验 助力学生科学探究

厦门双十中学(36100) 阙锦南

厦门实验中学(36100) 邹 标

在中学化学教学中，化学教师指导学生开展微型实验，既可以是课堂教学，也可以是指导学生在课外或家庭开展实验探究，可以用现成的材料，如玻璃管、滴管、注射器、滤纸等，也可以利用生活中的物品，如吸管、眼药水瓶、医用输液管、药瓶等，还可以自制微型实验仪器开展探究活动。微型实验具有以下优点：试剂的用量少、废物少、反应时间短、环保、操作方便、耗时短等。教师可以在新授课、习题课、课外等多课型指导学生开展微型实验探究。

1 借助微型实验，激发学生学习兴趣

1.1 借助滤纸，设计微型实验装置，探究气体制取与性质实验

利用H型玻璃管、胶头滴管、尖嘴管、滤纸组装成如图1所示的装置，可以进行气体的制取与性质实验的探究，如Cl2、HCl、SO2、CO2、NH3等[1]。

如图1所示，以氯气制取与性质实验为例，左边为气体制取装置，利用浓盐酸与氯酸钾反应，产生氯气。右边为气体性质实验装置，玻璃管外壁贴有浸泡了实验试剂的滤纸，如品红溶液、淀粉KI溶液、NaBr溶液等。玻璃管中塞有浸有NaOH溶液的脱脂棉，吸收多余的有毒尾气，防止污染空气。

图1 氯气的综合性质探究装置

1.2 利用滴管探究物质的制取与性质实验

利用塑料滴管，探究气体的制取与性质实验。利用微型塑料滴管和玻璃W管，可以快速、环保地探究气体的制取与性质，如H2、O2、Cl2、SO2、NO、NO2、NH3、HCl等。图2为氢气还原氧化铜实验装置，将氢气的制取与性质整合起来了，实验方便、快捷、环保。教师可以在普通教室中指导学生利用该装置做随堂实验。教师需要提醒学生注意操作安全，加热前应先通氢气，将整个装置中的空气排出，防止氢气中混有空气，混合气加热时发生爆炸。

图2 氢气还原氧化铜

1.3 利用直角导管开展微型实验探究[2]

直角导管用作化学反应容器，所需试剂量少，可以达到节约药品的效果。将导管两端分别连接好乳胶管，再用弹簧夹夹住，就组装为密闭的微型实验装置，通过注射器插进乳胶管添加药品。如图3所示，将3个直角导管通过橡胶管连起来，两端直角导管内分别装入相同浓度浓氨水，中间直角导管内放入蘸有酚酞的棉花，将两端的直角导管分别放入冷水和热水中，观察实验现象，哪边酚酞溶液先变红，说明哪边氨气分子运动速率快，学生能深入体会分子运动与温度的关系。

图3 探究分子的运动

1.4 利用注射器进行化学探究

注射器有刻度，密闭性好，可以借助注射器进行中学化学探究活动，中学阶段的许多实验都可以借助注射器开展，既可以做性质实验，也可做制取实验，还可以将制取与性质实验结合起来；既可以做定性实验，还可以做定量实验。教师示范引导学生利用注射器开展实验探究，进行方法指导，激发学生的学习兴趣，提升学生实验设计与探究能力。如图4所示，用注射器同时向玻璃管中棉花注入浓氨水和浓盐酸，可以观察到白烟，根据白烟的位置，可以推测NH3分子和HCl分子运动速率的差异，除了课本实验的效果外，还能观察到课本实验之外的趣味现象。实验操作简捷、环保，可以随堂实验，极大丰富了化学课堂教学。

图4 浓氨水与浓盐酸反应

1.5 制作长柄V形玻璃管，培养学生的动手实验能力[3]

将玻璃管进行创新加工，加工为如图5所示的长柄V形玻璃管。图6为加热碳酸氢铵的改进实验装置，检验分解产物，浸有酚酞试液的棉球检验产物中的氨气，V形玻璃管中的澄清石灰水检验产物CO2。除了此实验外，还可以用其探究其他气体的制取与性质实验，如Cl2、SO2、CO2等，使用试剂用量少，操作简单，现象明显。该实验装置的运用有效激发了学生的创新意识，培养了学生的动手实验能力。

图5 长柄V形玻璃管

图6 “加热碳酸氢铵”改进实验装置

2 借助微型实验，突破试题难点

习题中涉及到一些微型实验，如果单凭所学的知识去分析、解答，对所解答的问题缺乏实践检验，如果提供实验，在实验的基础上去分析，学生对知识的理解更深入，学习兴趣也更浓。如图7所示，利用滤纸探究电化学实验。

图7 电化学微型实验

试题：如图7中的A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请回答下列问题：

(1)电源A的a为______极。

(2)滤纸B上发生的总反应方程式为______。

(3)在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为______。

分析：学生解答此试题时，如果没有实验体验，只是根据理论分析，答题效果不好，如果动手实验，通过直观实验现象，可以深入理解电化学反应原理，掌握电化学反应本质，将知识与能力结合起来。

3 借助微型实验，进行课外趣味探究，学以致用

3.1 检测指纹

如图8所示，试管里加入几粒碘，橡皮塞夹住印有指纹的滤纸，加热试管，可以观察到印在滤纸上的指纹。

图8 检验指标

3.2 利用家庭中常见的生活物品，开展化学小制作活动

图9 消毒液发生器

4 结语

学习化学离不开化学实验，微型实验快捷、环保，材料易得、操作方便，可以在课堂中广泛开展，还可以在课外开展。开展化学实验活动，使化学的教与学回到化学学科的本质，体验化学是建立在实验基础上的科学，化学来源于生活，也服务于生活。指导学生开展形式多样的微型化学实验，可以有效激发学生的学习兴趣、巩固所学知识、提升学生动手能力、培养学生的化学学科核心素养，进而提高学生的综合素养。