吸热反应实验的改进三步曲

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1附表一:2009年北京市教育科学研究参评论文(首页)类别:E编号:08E题目:吸热反应实验的改进三步曲内容提要:吸热反应的书本实验存在着诸如成功率不高、缺乏定量实验现象,且产生污染性气体,浪费药品等缺点。本文介绍吸热反应改进实验装置的实验过程,最终推出了一项新的装置,并对其与书本实验相比所具有的实验成功率高,现象明显且能够定量展示,并易于观察,节约药品且环保等优势作了详细阐述。主题词:吸热反应改进环保作者单位:石景山区苹果园中学学校作者姓名:张春峡杜锐英通讯地址:北京市苹果园中学邮编:100144联系电话单位:88794698*8012住宅:88729822手机:23683296475(注:住宅或手机必填一项以备编辑论文集联系)2附表二:2009年度北京市教育科学研究参评论文(第一页)类别:E编号:08E题目:吸热反应实验的改进三步曲内容提要:吸热反应的书本实验存在着诸如成功率不高、缺乏定量实验现象,且产生污染性气体,浪费药品等缺点。本文介绍吸热反应改进实验装置的实验过程,最终推出了一项新的装置,并对其与书本实验相比所具有的实验成功率高,现象明显且能够定量展示,并易于观察,节约药品且环保等优势作了详细阐述。主题词:吸热反应改进环保3吸热反应实验的改进三步曲北京市苹果园中学张春峡杜锐英摘要:吸热反应的书本实验存在着诸如成功率不高、缺乏定量实验现象,且产生污染性气体,浪费药品等缺点。本文介绍吸热反应改进实验装置的实验过程,最终推出了一项新的装置,并对其与书本实验相比所具有的实验成功率高,现象明显且能够定量展示并易于观察,节约药品且环保等优势作了详细阐述。关键词:吸热反应;改进;环保一、问题的提出:教材实验:取一个小烧杯,加入约20g已研磨成粉末的Ba(OH)2·8H2O,把小烧杯放在事先滴有3滴~4滴水的玻璃片上,然后加入约10gNH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌,使Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl充分反应。由于反应吸收热量,使周围温度下降,很快玻璃片上的水凝结成冰,使玻璃片与小烧杯粘在一起,另外可以闻到较浓的氨的气味。经过多次实验后发现这个实验存在以下问题:①药品用量较大,给教学造成了较大的浪费。②反应所产生的大量氨气污染室内空气,影响师生健康。③此反应虽然是吸热反应,但因整个实验过程中没有采取隔热措施,容易与外界发生热交换,从而使木板与烧杯底之间难于结冰并粘接到一起,实验成功率并不高。影响教学效果。④缺乏定量的数据来显示该实验的制冷效果。为了克服书本实验的不足,以另一种更好的实验装置取代它,本人选择了这一研究课题,并对照传统实验,提出了以下几点新实验应该具有的优点:①药品的量要适当节约。②实验成功率要高,制冷效果要突出且能够有定量显示。③实验应该比较环保,保证师生的健康。④实验应该易于操作且现象明显。4为了达到以上的目的,本人进行了一系列实验装置改进的尝试。二、实验改进尝试三步曲:(一)、数字化---冰袋实验1、实验用品:(1)仪器:数字温度计一支、15×20微波炉保鲜袋一个、细线绳两根(一根将固体药品暂时分隔开、一根用来将保鲜袋开口密封),药匙2个。(2)药品:NH4ClBa(OH)2·8H2O2、实验过程:将5gBa(OH)2·8H2O和5gNH4Cl分别装在保鲜袋的两个角,用细绳隔开,将数字温度计插入保鲜袋内,用另外一根细绳尽量将保鲜袋和数字温度计的接口处密封,防止氨气泄漏以致污染空气,使药品充分接触,揉搓使之反应,保证药品与温度计探头充分接触。3、实验结果和分析:可以观察到数字温度计上的数字明显变化,指示室内温度与袋内温度差距很大,触摸保鲜袋,冰凉的感觉,降温效果明显。但是因为密封效果不够好,做实验的人还是可以感觉到较浓的氨气味。解决办法:应该在维持定量显示温度的前提下,继续改进装置,从氨气的处理上下功夫,既能够观察到氨气的产生,又不致于闻到氨气的气味(不使氨气外泄)。考虑到氨气极易溶于水,密度又小于空气,且氨水溶液显碱性,能使酚酞水溶液变红,因此,用自制的吸收氨气和检验氨水的装置(带弯管的小试管)来解决氨气的外泄问题。(二)、环保化----吸氨实验1、实验用品(1)仪器:数字温度计一支、15×20微波炉保鲜袋一个、橡胶塞2个(较大的一个是双孔塞)、双通试管一根(截去2/3),自制玻璃弯管一根(吸收氨气及防倒吸用),细线绳两根(一根将固体药品暂时分隔开、一根用来将保鲜袋开口与胶塞密封,另外有铁架台的铁夹将塑料袋开口与胶塞夹住)、装有蒸馏水的洗瓶一个、铁架台(附铁夹)一个.药匙2个。(2)药品:Ba(OH)2·8H2ONH4Cl酚酞试液蒸馏水2、实验装置53、实验步骤(1)将5gBa(OH)2·8H2O和5gNH4Cl分别装在保鲜袋的两个角,用细绳隔开,将数字温度计插入保鲜袋内,打开数字温度计开关,显示室温和保鲜袋内温度。(2)将温度计的探头位置与固体药品接触。(3)解去捆绑氯化铵的绳子,让两种固体药品接触,用手充分进行快速的揉搓,观察实验现象。(4)待温度计示数低于0℃后,挤压塑料袋。4、实验结果和分析:(1)数字温度计的探头位置直接与固体药品接触,因为该反应为吸热反应,能够直接反映出混合物的温度迅速下降(从20℃上下很快降至-15℃左右),可以很好地定量显示出温度变化的情况。(2)挤压塑料袋后,装酚酞水溶液的试管内溶液变红,表明生成了碱性气体--氨气,实现了既检察出氨气又环保(产生的氨气被水吸收)的目标,体现出绿色实验的特色。(3)改进后的实验装置现象明显,操作方便。不足:在经历了多次实验后,这套新的装置也暴露出了一个问题:有时在用力揉搓时,会出现氨气泄漏而导致不能观察到试管内酚酞水溶液变红的现象。分析:出现部分装置漏气现象的原因很快查明:因为胶塞从上到下是直径逐渐减小的,而细绳捆绑的保鲜袋一般在胶塞的中部位置,当我们用力揉搓药品时,有时会产生向下的力,捆绑的绳子容易变得松散,出现不小心而使保鲜袋被拽下一部分,导致氨6气外泄,从而造成而使环境受到污染,且难以观察到酚酞溶液变红的现象。如何解决这个问题呢?(三)、一招鲜----锉纹防漏1、仪器药品:同实验(二)2、实验装置:在装置(环保吸氨)的基础上,在胶塞中部用小锉子锉一圈2-3mm深的纹路,将保鲜袋再套上胶塞,用细绳在深纹路处捆紧,防止漏气。3、实验步骤:同实验(二)4、实验结果和分析:一个小小的技巧---一圈纹路,轻松解决了漏气的问题,实验非常成功!连续又做了很多回,均宣告成功!三、研究后记一分耕耘,一分收获,很多次的努力,很多次的迷茫,经历了山穷水尽疑无路,然又柳暗花明又一村的那种感觉。在进行以上一系列实验的过程中,我深刻体会到了科学研究所必须具备的严谨作风、认真态度的重要性,体会到了科学研究的乐趣,也体会到了对实验装置进行改革的成就感。实验装置的改进和创新是化学教学创新的重要一环,作为教师我们应改变传统教学模式,不断提高自身素质,从化学实验入手进行创新,探索教学的真谛,这样就有利于提高学生学习的兴趣、激发学生学习的潜能,培养学生的创新能力,真正展示化学的魅力,从而造就敢于创新、善于创新、勤于创新的高素质人才。参考文献:王晶等---必修2---化学能与热能第34页人教社2007年出版

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