① 两种加快观察水的沸腾实验的方法
水的沸腾实验虽然简单,也不是随随便便就能做好的。实验时稍有不慎,同样会导致失败。现将该实验需要注意的几个方面予以指出,使水的沸腾实验更加规范和有效。
1.温度计的玻璃泡应刚好浸没于水面下
笔者发现,温度计玻璃泡浸入水中的深度对测量结果有重要影响。水沸腾时,把温度计的玻璃亮宏泡放在水的中下层测得的温度,比放在水的上层测得的温度要高2~4℃。人们在实验中很少注意这个问题,总是在先前经验和教材插图的影响下,习惯性地将温度计的玻璃泡放在水的中层或中下层。这样测得水在常压下的沸点总是高于100℃,且由于各实验小组的温度计玻璃泡浸入深度不完全相同,又导致各小组间的测量结果不一致。笔者认为,只有将温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下时测得的温度,才能表征水在当时气压下的沸点。笔者用此方法,在不加盖纸板的情况下,测得水的沸点为98℃,基本符合当时气压(753mmHg)下水的沸点。同时,也只有按统一标准放置温度计,各实验小组的测量结果才有可能相同。
2.用50ml的小烧杯盛水,盛水量为30ml
用大烧杯盛水做实验,加热太久,且不易观察到气泡变大的现象;而用试管盛水做实验,虽然水沸腾快,气泡变化明显,但也有不足。笔者用规格为3cm×20cm的试管盛水(水柱高12cm)做实验,发现有三点不足:一是测得水的沸点为104℃,与常压下水的沸点相差太大,学生难以接受。二是有边沸腾,边升温的现象,与“沸腾过程温度不度”结论相左。笔者观察到,当水温升到98℃时开始有气泡上升变大,99℃气泡较多,100℃有大量气泡上升变大,显然此时水已沸腾,但水温继续升高,直达104℃为止。解释这种现象颇费口舌,学生也未必能懂,应尽可能避免。三是欠安全。由于试管散热慢,当加热时间稍长,水中空气排尽时,容易发生“暴沸”。轻则溅湿酒精灯,重则伤人,显然不太安全。而采用小烧杯盛水做实验,9min内可使水沸腾,15min内可完成实验,且能清晰地观察到气泡上升变大的现象,又不会出观上述不足,是最为理猛竖想的选择。
3.酒精灯的火力要猛
要减少加热时间,关键是加大酒精灯的火力。加大火力的措施有:灯芯要粗;灯芯露出部分要长;酒精的纯度要高,要将长期放置的酒精倒掉,拧干灯芯后再加入新鲜酒精。
4.在水中放入陶瓷片和食盐
放入陶瓷片可使水长时间产生气泡,避免水“过热”。水一旦“过热”,温度将持续上升,影响实验效果。陶瓷片可取材于碗碟的碎片。另外,在水中放入食盐,可加快水对流,从而减少加热时间。
5.紧固铁环的平行夹一定要用金属制品
若用橡胶或塑料平行夹,一旦铁环受热,平行夹就会变软,铁环上盛水的杯子将倾斜,引起恐慌,不太安全。
6.要用同规格、同精度的温度计
只有使用同规格、同精度的温度计,才可能得到相同的测量结果;也只有各小组测得水的沸点相同时,实验才有说服力。如果在相同的气压下,测得水的沸点有多个,又怎能令学生信服?
7.关于在烧杯上是否加盖纸板的问题
在烧杯上加盖纸板,其优点是减少加热时间,其缺点是增大了烧杯中的气压,使水的沸点较常压时敬知册高2~3℃,且有边沸腾边升温的现象。若不盖纸板,则加热时间太长,且在水沸腾时,由于大量蒸气在温度计的玻璃棒上液化放热,使读数较正常值高1~2℃。笔者的做法是:在烧杯上加盖纸片,当水温升至95℃时,将纸片上移,既不封住杯口,又阻挡蒸气在玻璃棒上液化,效果很好。
② 加强实验教学的方法有哪些
1.充分发挥实验在教学各个环节中的作用.如可以用实验形式来进行提问.它不仅可用于新课的导入,也可用于新课的讲解之中,还可用于巩固新课时采用.在讲完一章或一个单元后,设计与本章或本单元有关的内容并把这些内容联成网络,以实验形式进行总结和复习,这特别适用于元素化合物知识的教学,如教材的第二章《我们身边的物质》就可以以实验为龙头,把全章的知识联系起来进行有效的复习;也可以开展有关化学实验的基本操作技能的竞赛,进一步的促进知识的巩固记忆和技能的提高.2.对教材中有些实验现象不够明显、效果不够理想的实验,可以进行改进.可以由教师进行设计和改进,也可以把问题提出,发动学生集思广益共同设计和改进,以激发学生的学习积极性,提高学生实验设计的能力,如粉尘爆炸的实验,就可以让学生根据实验的原理,选择合适的材料,利于家庭做该实验.3.把一些教师演示的实验改由学生上台演示或者改为分组实验,如教材中点燃蜡烛的实验、水和酒精的混合实验等,就可以改为课堂分组实验,由学生在教师指导下实验,并得到正确的结论.这种做法既能考查学生的实验基本操作技能、化学基础知识,又能唤起全班学生的注意,共同注视实验操作.4.改验证性实验为探索性实验.为提高学生思维能力,可以把教材中的一些验证性实验改为探索性实验,有的可由教师演示时采用,有的可用于边讲边实验.如在讲二氧化碳与水反应的性质时,用到了石蕊试液.对石蕊试液的颜色变化,我认为不要按照教材上仅仅就酸使石蕊试液变红这一个现象去验证,而是分别选择酸溶液、碱溶液、食盐水这三种溶液去探究谁能使石蕊试液变红.这样既加深了学生对知识的理解,又为今后讲酸碱指示剂打下良好的基础.5.在习题课中应用实验来解答,能达到启发思维,从事实出发,进行分析,得出结论.这对培养学生的智力和发展学生的能力是有促进作用的.如“三瓶无色溶液,可能是稀盐酸、石灰水、食盐水,请你用化学方法鉴别它们.”这样的习题,教师如果用实验来回答或者让学生亲自动手实验回答,其效果比教师直接在黑板上书写答案肯定要好得多.6、重视多媒体的应用.多媒体的优势是能将抽象的概念转化为形象直观的图形,化远为近,化静为动,化小为大,易于反复呈现.计算机可以控制各种各样的信息媒体,是化学教师的好帮手.特别是一些不易操作的带有危险性的实验,如氢气和空气混合点燃发生爆炸的实验、一氧化碳还原氧化铁的实验等,从安全的角度考虑,教师可以在课前制作好课件,以多媒体代替实验来教学.但要注意,不要将所有的实验都用多媒体代替,那样就会成为纸上谈兵,违背化学学科的教育理念,使学生对实验的真实性产生怀疑,反而阻碍了教学质量的提高.