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初中化学实验影响反应现象的因素分析

摘要:初中化学是一门重要学科,由于学生刚接触这一学科,打好基础就十分重要,特别是打好实验操作基础更为重要。因为化学是以实验为基础的学科,没有实验就没有化学。教师要关注学生的实验操作过程,给予指导。此外,还应该让学生清楚一些常见的影响反应的因素,避免在操作过程中犯低级错误,对实验造成不必要的影响。本文就影响实验进程的因素进行简要的分析,帮助学生掌握控制实验的方法,期望其在化学学习中取得大的进步。

关键词:初中化学;反应现象;影响因素

作者简介:陆志英(1968-),女,福建漳州人,中学高级教师。研究方向:初中化学教育教学研究

一、化学用品因素

化学实验肯定会用到化学用品,没有化学物品根本就谈不上进行实验,对化学实验物品的处理会直接影响实验的结果。例如在细铁丝在氧气中燃烧的实验时,如果铁丝不够细、表面不干净、没有做成螺旋状,以及氧气量不足或是不纯,这些实验物品存在的问题,每一个都能造成细铁丝在氧气中不能燃烧起来,可见化学物品的准备对于实验的进行十分重要。谈到重要的实验用品,我们不得不提到另一个实验用品——试剂,无论是制备实验还是其他提纯等实验,试剂都必不可少,根据其参与的实验阶段可分为以下几种试剂。一是参加反应试剂,二是需要的试剂或催化剂,三是外来干扰的试剂,此外还有其他试剂。不同实验对试剂要求不同,对于化学实验试剂的运用来说,取决于实验的目的,例如在制备实验中用到的是参加反应的试剂,在鉴别实验用到的试剂有不相同,例如检测碳在氧气中燃烧生成的气体是否是二氧化碳时,用的是石灰水,在除去NaCl溶液中混有的MgSO4杂质时,要使用氯化钡和氢氧化钠两种试剂,这样,才能将镁离子和硫酸根离子除去,沉淀镁离子要用氢氧根离子或碳酸根离子,沉淀硫酸根离子要用钡离子。这些试剂的先后顺序不能颠倒,不然会影响实验得到的结果,可见试剂的正确使用也是实验反应现象准确的重要保障之一。

二、反应条件因素

(一)反应物浓度因素

在一些金属与气体反应的实验中,我们常常是需要一定浓度的气体,这样,才能使实验顺利的进行,也只有一定气体浓度达到一定程度,进行实验时才会得到明显的反应现象,例如铁丝在氧气中燃烧的实验,就需要铁丝表面光亮,铁丝要细,绕成螺旋状,如果铁丝表面不光滑,会对实验产生影响。此外,还对氧气的浓度提出了要求,如果氧气的浓度不够,就无法观察到铁丝在氧气中燃烧的现象。又如在利用过氧化氢制取氧气的实验中,对于过氧化氢溶液的浓度是有要求的,浓度必须控制在3%~5%。这些实验都对参与的反应物的浓度提出了要求,可见反应物浓度对实验影响巨大,因而教师在实验教学中,要和学生强调这一要求,以便使实验顺利进行。

(二)反应温度因素

毫无疑问,温度在化学实验中具有举足轻重的作用,很多实验只能在一定的温度下才能发生,如果温度控制不好,往往会使实验的结果产生变化,因而化学实验对温度的要求是十分高的,这在有机实验中表现得最为突出。例如,氯酸钾和二氧化锰制取氧气的实验中,需要给其加热,这样,才能使得反应进程加快,也能更好的观察到明显的实验现象。在无机实验中,温度也十分重要,例如木炭与氧化铜反应,为达到一定的高温,需罩一个铁丝网提高火焰温度。这类受温度影响的化学实验不计其数,在此就不一一列举了。

(三)催化剂因素

众所周知,一些化学实验的进程是十分缓慢的,如果不加以控制,在化学教学中就无法进行这些实验,所以催化剂在化学反应中的重要作用就得以体现。许多的化学实验都需要用到催化剂,例如在用双氧水制取氧气的实验中,常常将二氧化锰作为催化剂添加在双氧水中,加快双氧水的反应速率,加快化学反应的进程,在较短的时间内观察到明显的实验现象。催化剂不仅运用在化学实验中,还在工业生产中运用,例如工业中制作合成氨,制备硫酸等。催化剂的使用,加快实验反应进程,缩短工业制作时间,用于实验教学中,能保证正常的教学进程。

(四)实验用品因素

在化学实验中,不可避免的有一些物质的性质相近,他们与同一种化学溶液发生反应都能制取同一种物质,但由于要观察到明显的实验现象以及其他方面的因素,实验物品在选择上也有所要求。例如在制取氢气的实验中,金属可以用镁条或是铁,但最适宜的还是锌粒,这主要是因为镁条贵并且镁与酸的反应太快,而铁片反应慢,观察不到明显的现象。此外,在酸的选择上,盐酸与金属反应快一些,但有挥发性,制得气体可能不纯,硫酸则需要控制一定浓度。可见,一个实验的顺利进行,选择怎样的物品进行实验是十分重要的,因此学生要掌握好各种物质的特性,才能在实验中选择好的物品,观察到明显的现象。

三、实验操作因素

在化学学习中,进行的实验都是前人在实践多次的基础上总结得来的,其操作步骤和操作顺序都是固定的,为了保证实验的顺利进行,我们在实验时必须按照书本给的实验步骤进行,此外还要严格遵守实验室安全规定,这样,才能保证实验的安全与成功。

(一)基本操作

在化学实验中,学生必须掌握一些基本操作,遵守操作规范,例如实验仪器的组装、加热高锰酸钾并利用排水法收集氧气、检查气密性的方法、如何使用酒精灯进行加热等,这些操作必须规范正确,否则会对实验观察到的结果和现象产生影响,致使记录下不正确的实验数据,分析实验结果和数据时得到错误的结论,使得实验以失败告终。因为,观察实验现象是为了收集数据,分析并得出结果,实验的结论是从观察和分析中得来的,实验结果的正确与否是实验的关键,掌握实验基本操作,能避免一些基础细节产生的误差,从而保证实验数据的有效性。

(二)操作方法

有些化学实验的用品有一定的危险,因而规范操作是必不可少的,例如规范安装实验仪器,规范学生操作,这都是避免危险发生的保障。在化学实验中会接触到一些易燃、易爆或者有毒的物质,这类涉及危险物品的实验,教师要让学生有明确的认识,让学生清楚实验中存在的安全隐患,并及时进行防范,对于实验的操作方法,学生要完全掌握,这样,才能减少实验危险发生的可能性。例如在稀释浓硫酸的实验中,如果是将水倒入浓硫酸中,由于水的密度小于浓硫酸的原因,水就会漂浮在硫酸上面,两者产生反应时会产生大量的热,水沸腾后容易飞溅出来烫伤学生,所以在稀释过程中,教师要强调操作方法,这样,才能避免类似事故的发生。此外,学生要懂得操作防倒吸装置、在一些产生有害气体的实验中使用尾气吸收装置。还有就是点燃气体时要验纯,如果不掌握这些操作,就会带来一定的危险,如点燃气体前不验纯,不纯的气体点燃可能就会爆炸,从而产生危险。当然,学生掌握正确和规范的实验操作方法才能真正有效的避免事故的发生。

(三)操作顺序

化学实验需要一个严谨的操作过程,需要遵循一定的顺序。一是添加试剂的顺序不同,得到的实验结果就可能大相径庭,例如在氢氧化钠和氯化铝的反应,二是仪器的安装顺序,例如蒸发装置的安放要遵循由下而上的顺序。三是拆卸仪器的顺序,例如在制取氧气实验结束后的仪器拆卸,撤去酒精灯和从水槽拿出导管的顺序是不能够颠倒的,如颠倒就会产生导管倒吸的情况,从而损坏实验仪器,影响实验结果,严重的甚至会造成爆炸。由此可见,掌握正确的操作顺序,才能使实验安全顺利的进行。

参考文献

[1]杨花雨.中学化学定量观念的内涵和培养策略研究[D].首都师范大学,2014(5).

[2]钱勤.初中化学实验改进与创新现状的调查研究[J].化学教与学,2015(5).

[3]赵良彦.新课改背景下初中化学实验教学资源开发育利用[D].陕西师范大学,2014(6).

作者:陆志英 单位:漳州市第九中学


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