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对于氧气的性质实验的几点思考

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  摘 要:氧气的性质实验对于初中学生来说是非常重要的一个实验,该实验涉及到气体的制备以及相关性质实验的基本操作,可以说是学生对实验技能的综合应用。由于初中学生初次接触该类型的实验往往在思维上和操作上都很困惑,实验中出现很多问题,因此教师应该给予实验验方法和思维上的指导。
   关键词:氧气 性质 实验
  氧气的性质实验是初三学生碰到的第一个有关气体制备及相关性质验证的实验,所以学生不知道怎样设计和怎样操作,所以在实验过程中错误百出,很难科学规范的完成该实验达到预期的实验效果。因此教师在教学中要重视思维的引导,使学生从药品仪器的选择到实验操作形成规范的思路和严谨的态度,更要指导学生从实验过程以及实验现象中发现问题,提出解决问题的方法,对于实验结论科学客观的记录分析,要善于从实验中总结归纳成功失败之处,从而为今后学生学习更多实验知识奠定良好的基础。具体方法,我觉得可以从以下几个方面入手:
  一、充分预习,预备实验计划
  没有目的盲目进行实验是错误的也是危险色,实验成功的一个前提就是实验的预设。好多学生提前不预习课本,不预先设计实验,一到实验室手忙脚乱,毫无头绪,操作更无规范可言,很难做出成功的实验,得到科学的结论。而这样的坏习惯一旦养成是非常可怕的,很难再让学生形成严谨求实的科学态度以及独立思考和分析问题解决问题的能力。所以在实验前一定要让学生认真阅读实验教材,根据所做实验题目钻研其内容并查阅相关参考资料明确实验母的,了解实验内容,理解实验原理和方法,清楚实验操作方法以及注意事项,估计试验中可能出现的问题及应对方案,在此基础上写好实验预备计划,内容包括实验题目、目的、仪器及药品的名称、规格和数量,实验步骤及操作,并于实验前交指导老师审阅,若预习不够充分教师应责令其暂停实验,重补预习,达到要求后再做实验。
  二、实验思路要灵活多变
  在做实验的过程中不能只是一味的埋头苦做而不去思考,实验是要讲求严谨科学的,但这并不意味着墨守成规。做实验不能简单的机械模仿,而应该积极的思考创新,同样一个实验,怎样做才能使消耗原材料最少,装置最简单易操作,现象最明显易得,对环境产生的污染最小,这些都应该是训练学生在实验中要注意的,也是老师指导学生思考的。就针对氧气的性质这个实验来说就有好多地方需要学生经过思考在选出合适的方案。比如说:在做氧气的性质实验时,先要制取并收集氧气。学生所学过的制氧方法分别是加热高锰酸钾或氯酸钾,分解过氧化氢溶液这三种方法。这三种方法确实都可以产生氧气,但三种方法各有优缺点。分解过氧化氢溶液优点是只需要常温下加二氧化锰做催化剂即可反应,温度条件要求较低,装置简单易操作且反应速率较快,缺点则是产生的氧气中混有大量水蒸气,纯度和干燥性较差。高温加热高锰酸钾制氧气优点是制出的氧气纯度高干燥性好,缺点是温度条件较高,装置及操作复杂。加热氯酸钾制取氧气除具有和高锰酸钾一样的优缺点之外还有一个要求就是需要催化剂的催化作用才能加快产生氧气的速率。所以学生在做氧气性质实验时针对反应条件的要求,和所给出的药品仪器的不同选择合适的气体制备方法。例如:铁丝的燃烧需要纯度较高的氧气,可选用加热高锰酸钾的方法制取的氧气,做硫、磷等对氧气纯度要求较低的燃烧实验时可选用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气,以达到操作简便节约时间的效果。此外,在做铁的燃烧实验时,很多学生把铁丝在火焰上烧红后移出火焰时发现铁丝很快又冷却了,伸入到装有氧气的集气瓶时并未发现铁树开花,火星四射的壮观场面,实验很失败。这时如果把铁丝换成铁粉,在酒精灯火焰上慢慢撒适量铁粉,实验现象则会很明显,而且操作及其简单。假如手头只有铁丝,也可把经打磨光的铁丝绕成螺旋状以加大与氧气的接触面积,在一端连接一种易燃的物质(比如用一小团蘸有酒精的棉花,或一小段火柴梗),先把易燃物点燃,待大部分燃烧时再把铁丝伸进集气瓶,当易燃物烧尽铁丝烧着时,就见有火花四射,实验效果很是明显。
  三、学会分析和处理试验中出现的问题
  对于试验中出现的问题不能视而不见,简单放过。要培养学生以出现的问题为突破口,合理分析大胆假设用实验的方法去解决出现问题的能力。学生在做硫、磷在氧气中的燃烧时,往往弄的实验室乌烟瘴气,刺鼻难闻。要知道硫燃烧产生的二氧化硫是一种有毒气体,会危害人体健康,造成大气的污染。那么如何解决这一问题呢?我们在做这个实验的时候可以在燃烧匙的柄上穿一块用氢氧化钠溶液浸泡过的圆形小纸板,这样可防止有毒气体的逸出,也可利用氢氧化钠和二氧化硫反应的特性将其吸收。在氧气的性质实验中多次要用到燃烧匙,有的同学就发现用过的燃烧匙很难洗干净,也容易烧坏,我们可以在燃烧匙的底部先铺上一层石棉纸,也可以先放一些沙子以保护燃烧匙。但要注意,如果燃烧的火焰未呈现预期的颜色,就要考虑燃烧匙中是否混入了影响焰色的杂质。在做木炭的燃烧实验时,须事先把木炭烧红。学生们做这个实验的时候发现将木炭放入燃烧匙内在空气里很难烧红,以致拖延实验时间影响实验效果。若用镊子先夹取一小块木炭在酒精灯上烧红,然后用嘴吹旺,在放入燃烧匙里伸入盛有氧气的集气瓶中实验,则可节约实验时间。鉴定其燃烧生成的二氧化碳时要注意用新制的、饱和的、澄清的石灰水,因为石灰水放置过久,其中的氢氧化钙会与空气中的二氧化碳起反应而失效。浓度小的石灰水遇到较多的二氧化碳容易生成可溶性的碳酸氢钙。使开始时出现浑浊,一会儿又变得澄清了。往往做一次氧气的性质实验就会有很多集气瓶破裂,浪费很是严重。这是为何呢?本来各种物质在盛有氧气的集气瓶里燃烧时,反应就比较剧烈,会放出大量的热,以致集气瓶很容易破裂,在加上学生们取燃烧物质的量太多更让集气瓶难以承受。所以做这个实验要选用较大的集气瓶;用来燃烧的物质取量不宜太多(例如硫或磷,取绿豆大小的一粒);实验时还要注意不要让燃着的物质以及盛放物质的燃烧匙和瓶壁接触;可在集气瓶底部预先装入2~3cm厚的水或细沙以保护集气瓶。
  总之,化学是一门以实验为基础的科学,实验教学又是化学教学中的重要环节,是提高化学教学质量的关键,在实验中及时对遇到的问题总结归纳才能培养学生独立思考,独立解决问题的能力以及良好的实验素养,也为后续相关实验的学习打下坚实的基础。
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