① 兩種加快觀察水的沸騰實驗的方法
水的沸騰實驗雖然簡單,也不是隨隨便便就能做好的。實驗時稍有不慎,同樣會導致失敗。現將該實驗需要注意的幾個方面予以指出,使水的沸騰實驗更加規范和有效。
1.溫度計的玻璃泡應剛好浸沒於水面下
筆者發現,溫度計玻璃泡浸入水中的深度對測量結果有重要影響。水沸騰時,把溫度計的玻璃亮宏泡放在水的中下層測得的溫度,比放在水的上層測得的溫度要高2~4℃。人們在實驗中很少注意這個問題,總是在先前經驗和教材插圖的影響下,習慣性地將溫度計的玻璃泡放在水的中層或中下層。這樣測得水在常壓下的沸點總是高於100℃,且由於各實驗小組的溫度計玻璃泡浸入深度不完全相同,又導致各小組間的測量結果不一致。筆者認為,只有將溫度計的玻璃泡剛好浸沒於水面下時測得的溫度,才能表徵水在當時氣壓下的沸點。筆者用此方法,在不加蓋紙板的情況下,測得水的沸點為98℃,基本符合當時氣壓(753mmHg)下水的沸點。同時,也只有按統一標准放置溫度計,各實驗小組的測量結果才有可能相同。
2.用50ml的小燒杯盛水,盛水量為30ml
用大燒杯盛水做實驗,加熱太久,且不易觀察到氣泡變大的現象;而用試管盛水做實驗,雖然水沸騰快,氣泡變化明顯,但也有不足。筆者用規格為3cm×20cm的試管盛水(水柱高12cm)做實驗,發現有三點不足:一是測得水的沸點為104℃,與常壓下水的沸點相差太大,學生難以接受。二是有邊沸騰,邊升溫的現象,與「沸騰過程溫度不度」結論相左。筆者觀察到,當水溫升到98℃時開始有氣泡上升變大,99℃氣泡較多,100℃有大量氣泡上升變大,顯然此時水已沸騰,但水溫繼續升高,直達104℃為止。解釋這種現象頗費口舌,學生也未必能懂,應盡可能避免。三是欠安全。由於試管散熱慢,當加熱時間稍長,水中空氣排盡時,容易發生「暴沸」。輕則濺濕酒精燈,重則傷人,顯然不太安全。而採用小燒杯盛水做實驗,9min內可使水沸騰,15min內可完成實驗,且能清晰地觀察到氣泡上升變大的現象,又不會出觀上述不足,是最為理猛豎想的選擇。
3.酒精燈的火力要猛
要減少加熱時間,關鍵是加大酒精燈的火力。加大火力的措施有:燈芯要粗;燈芯露出部分要長;酒精的純度要高,要將長期放置的酒精倒掉,擰干燈芯後再加入新鮮酒精。
4.在水中放入陶瓷片和食鹽
放入陶瓷片可使水長時間產生氣泡,避免水「過熱」。水一旦「過熱」,溫度將持續上升,影響實驗效果。陶瓷片可取材於碗碟的碎片。另外,在水中放入食鹽,可加快水對流,從而減少加熱時間。
5.緊固鐵環的平行夾一定要用金屬製品
若用橡膠或塑料平行夾,一旦鐵環受熱,平行夾就會變軟,鐵環上盛水的杯子將傾斜,引起恐慌,不太安全。
6.要用同規格、同精度的溫度計
只有使用同規格、同精度的溫度計,才可能得到相同的測量結果;也只有各小組測得水的沸點相同時,實驗才有說服力。如果在相同的氣壓下,測得水的沸點有多個,又怎能令學生信服?
7.關於在燒杯上是否加蓋紙板的問題
在燒杯上加蓋紙板,其優點是減少加熱時間,其缺點是增大了燒杯中的氣壓,使水的沸點較常壓時敬知冊高2~3℃,且有邊沸騰邊升溫的現象。若不蓋紙板,則加熱時間太長,且在水沸騰時,由於大量蒸氣在溫度計的玻璃棒上液化放熱,使讀數較正常值高1~2℃。筆者的做法是:在燒杯上加蓋紙片,當水溫升至95℃時,將紙片上移,既不封住杯口,又阻擋蒸氣在玻璃棒上液化,效果很好。
② 加強實驗教學的方法有哪些
1.充分發揮實驗在教學各個環節中的作用.如可以用實驗形式來進行提問.它不僅可用於新課的導入,也可用於新課的講解之中,還可用於鞏固新課時採用.在講完一章或一個單元後,設計與本章或本單元有關的內容並把這些內容聯成網路,以實驗形式進行總結和復習,這特別適用於元素化合物知識的教學,如教材的第二章《我們身邊的物質》就可以以實驗為龍頭,把全章的知識聯系起來進行有效的復習;也可以開展有關化學實驗的基本操作技能的競賽,進一步的促進知識的鞏固記憶和技能的提高.2.對教材中有些實驗現象不夠明顯、效果不夠理想的實驗,可以進行改進.可以由教師進行設計和改進,也可以把問題提出,發動學生集思廣益共同設計和改進,以激發學生的學習積極性,提高學生實驗設計的能力,如粉塵爆炸的實驗,就可以讓學生根據實驗的原理,選擇合適的材料,利於家庭做該實驗.3.把一些教師演示的實驗改由學生上台演示或者改為分組實驗,如教材中點燃蠟燭的實驗、水和酒精的混合實驗等,就可以改為課堂分組實驗,由學生在教師指導下實驗,並得到正確的結論.這種做法既能考查學生的實驗基本操作技能、化學基礎知識,又能喚起全班學生的注意,共同注視實驗操作.4.改驗證性實驗為探索性實驗.為提高學生思維能力,可以把教材中的一些驗證性實驗改為探索性實驗,有的可由教師演示時採用,有的可用於邊講邊實驗.如在講二氧化碳與水反應的性質時,用到了石蕊試液.對石蕊試液的顏色變化,我認為不要按照教材上僅僅就酸使石蕊試液變紅這一個現象去驗證,而是分別選擇酸溶液、鹼溶液、食鹽水這三種溶液去探究誰能使石蕊試液變紅.這樣既加深了學生對知識的理解,又為今後講酸鹼指示劑打下良好的基礎.5.在習題課中應用實驗來解答,能達到啟發思維,從事實出發,進行分析,得出結論.這對培養學生的智力和發展學生的能力是有促進作用的.如「三瓶無色溶液,可能是稀鹽酸、石灰水、食鹽水,請你用化學方法鑒別它們.」這樣的習題,教師如果用實驗來回答或者讓學生親自動手實驗回答,其效果比教師直接在黑板上書寫答案肯定要好得多.6、重視多媒體的應用.多媒體的優勢是能將抽象的概念轉化為形象直觀的圖形,化遠為近,化靜為動,化小為大,易於反復呈現.計算機可以控制各種各樣的信息媒體,是化學教師的好幫手.特別是一些不易操作的帶有危險性的實驗,如氫氣和空氣混合點燃發生爆炸的實驗、一氧化碳還原氧化鐵的實驗等,從安全的角度考慮,教師可以在課前製作好課件,以多媒體代替實驗來教學.但要注意,不要將所有的實驗都用多媒體代替,那樣就會成為紙上談兵,違背化學學科的教育理念,使學生對實驗的真實性產生懷疑,反而阻礙了教學質量的提高.