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化学实验是化学教学的一个重要组成部分。但是目前农村中学的实验条件还比较差,导致一些实验课停开。有部分农村偏远学校,即使是达标校,也无法达到每人一(实验)桌的要求,更多的是两人一桌。非达标校也只能四人一桌,甚至是六人一桌。化学实验教学中学生动手率在25%~30%,一些经济落后地区学生动手率甚至接近于零。长期以来,化学实验操作知识,不是由学生通过实践去体验、去思考,商是由老师来“表演”,或由课本和老师给学生描述。此外,无论是高考,还是中考,都只注重笔试,轻实验操作考核。这就在客观上导致“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的做法,和出现“高分低能”的现象。这种状况不仅使学生失去了对化学学习的兴趣,更使化学教学失去了培养学生实践能力,提高学生化学素养的功效。
充分利用农村中学现有资源开发化学实验,研究化学实验绿色化、微型化、简单化,进而降低实验成本。是改善农村中学化学实验教学的重要途径。
一、实验绿色化,降低实验装置成本
氯气的实验室制法按照教材要求,所用仪器、药品的价格大约只要50元,可是有些偏远山区农村中学连这些基本的仪器都没有。同时,在实验过程中容易产生cl2泄漏而造成污染环境和影响实验人员健康。我们可对实验装置进行改进。如图1所示。
实验方法:按图组装好仪器,分别检查K1和K2两部分的气密性,检查整个装置的气密性。然后先在废白炽灯泡内装二氧化锰,再用针筒注入浓HCl,在截断的无色酒瓶中加入NaOH溶液。
实验开始时打开K1,关闭K2,然后制取cl2。a矿泉水瓶收集满cl2后,打开K2关闭K1,cl2便进入矿泉水瓶b。此时通往a的导管没有cl2通过,可以更换a矿泉水瓶,用此方法可以收集多瓶cl2。
方案优点:(1)能安全地循环操作,收集多瓶Cl2:Cl2的溢出量很少,从而减少了对人体的危害和对环境的污染。(2)成本很低,不到5元。用墨水瓶代替酒精灯,废灯泡代替圆底烧瓶,废针筒代替分液漏斗,矿泉水瓶代替集气瓶,废酒瓶断开后的下半部分代替烧杯,这些在农村都容易做到,而且实验安全、可操作性好。

二、实验微型化,降低试剂成本
在高二《化学》必修教材中,cu与稀HNO3反应生成NO的实验,在试管中无法观察到无色气体NO生成,而直接观察到红棕色气体NO2。同时,较多的多余的NO2用NaOH溶液吸收,这样浪费药品,不利观察现象。实验方法改进如图2所示。
实验方法:先用带针头的注射器抽干气球内的空气备用。将细铜丝放入20mL注射器中,吸入15mL热的稀HNO3将注射器中产生的气体注入气球,这样可观察到有无色气体(NO)生成。当气球充满后,拔出针头,将酸液挤出,反应随即停止。再用注射器吸取10mL空气注入气球,观察球内气体由无色变成红棕色。实验完成后,用注射器抽取红棕色NO2气体,推人碱液吸收。
方案优点:(1)由于整个实验体系隔绝空气,封闭性较好,能很容易地观察到无色气体(NO)的生成,并能随时挤压出酸液终止反应,以微量药品取得最佳效果。(2)将产生的少量NO2气体,用碱液吸收,有利于保护环境,给学生传达绿色化学的思想。
三、实验简单化。降低实验操作成本
在高一《化学》教材中,Na2O2与CO2反应的实验是只讲不做。这样就没有说服力。大部分化学教师都做相应的补充实验,但是很多教师都是先制备cO2然后再让其与Na2O2反应,这样操作很麻烦,而且浪费药品。实验改进如图3、4所示。
实验方法:先将Na2O2包在棉花团里,用镊子按住棉花团,同时通过玻璃管向棉花团吹气(含有CO2)。反应生成O2并放出热量达到着火点,使棉花团燃烧。
方案优点:不用事先制备CO2,节约药品;实验操作简单,方便。
通过实践,我们可以挖掘出许多降低实验成本的有效方法。这对于改善农村化学实验教学,提高农村化学教学质量,贯彻素质教育的方针有着深远的意义。
充分利用农村中学现有资源开发化学实验,研究化学实验绿色化、微型化、简单化,进而降低实验成本。是改善农村中学化学实验教学的重要途径。
一、实验绿色化,降低实验装置成本
氯气的实验室制法按照教材要求,所用仪器、药品的价格大约只要50元,可是有些偏远山区农村中学连这些基本的仪器都没有。同时,在实验过程中容易产生cl2泄漏而造成污染环境和影响实验人员健康。我们可对实验装置进行改进。如图1所示。
实验方法:按图组装好仪器,分别检查K1和K2两部分的气密性,检查整个装置的气密性。然后先在废白炽灯泡内装二氧化锰,再用针筒注入浓HCl,在截断的无色酒瓶中加入NaOH溶液。
实验开始时打开K1,关闭K2,然后制取cl2。a矿泉水瓶收集满cl2后,打开K2关闭K1,cl2便进入矿泉水瓶b。此时通往a的导管没有cl2通过,可以更换a矿泉水瓶,用此方法可以收集多瓶cl2。
方案优点:(1)能安全地循环操作,收集多瓶Cl2:Cl2的溢出量很少,从而减少了对人体的危害和对环境的污染。(2)成本很低,不到5元。用墨水瓶代替酒精灯,废灯泡代替圆底烧瓶,废针筒代替分液漏斗,矿泉水瓶代替集气瓶,废酒瓶断开后的下半部分代替烧杯,这些在农村都容易做到,而且实验安全、可操作性好。

二、实验微型化,降低试剂成本
在高二《化学》必修教材中,cu与稀HNO3反应生成NO的实验,在试管中无法观察到无色气体NO生成,而直接观察到红棕色气体NO2。同时,较多的多余的NO2用NaOH溶液吸收,这样浪费药品,不利观察现象。实验方法改进如图2所示。
实验方法:先用带针头的注射器抽干气球内的空气备用。将细铜丝放入20mL注射器中,吸入15mL热的稀HNO3将注射器中产生的气体注入气球,这样可观察到有无色气体(NO)生成。当气球充满后,拔出针头,将酸液挤出,反应随即停止。再用注射器吸取10mL空气注入气球,观察球内气体由无色变成红棕色。实验完成后,用注射器抽取红棕色NO2气体,推人碱液吸收。
方案优点:(1)由于整个实验体系隔绝空气,封闭性较好,能很容易地观察到无色气体(NO)的生成,并能随时挤压出酸液终止反应,以微量药品取得最佳效果。(2)将产生的少量NO2气体,用碱液吸收,有利于保护环境,给学生传达绿色化学的思想。
三、实验简单化。降低实验操作成本
在高一《化学》教材中,Na2O2与CO2反应的实验是只讲不做。这样就没有说服力。大部分化学教师都做相应的补充实验,但是很多教师都是先制备cO2然后再让其与Na2O2反应,这样操作很麻烦,而且浪费药品。实验改进如图3、4所示。
实验方法:先将Na2O2包在棉花团里,用镊子按住棉花团,同时通过玻璃管向棉花团吹气(含有CO2)。反应生成O2并放出热量达到着火点,使棉花团燃烧。
方案优点:不用事先制备CO2,节约药品;实验操作简单,方便。
通过实践,我们可以挖掘出许多降低实验成本的有效方法。这对于改善农村化学实验教学,提高农村化学教学质量,贯彻素质教育的方针有着深远的意义。