高中微型化学实验探究

［摘要］化学实验是化学课程的基础。做好实验教学工作能够提高学生的实验能力和科学探究意识，培养学生的科学素质。本文对中学化学部分实验微型化进行了探究与实践。

［关键词］实验教学 微型化 实践 优越性 局限性

［中图分类号］G633.8［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2010）11－0152－01

引言

随着新时代教学发展的改革，以教师演示实验为主的实验教学已经不能适应新课程的要求，逐渐演变成以学生自拟实验方案的启发性、探索性为主的微型实验。化学实验的微型化培养了学生的环保意识、资源意识、安全意识、创新意识。

一、微型化学实验的概况

微型化学实验是一种新型的实验方法，是基于传统化学实验在理论上的微型化，也是为减少资源消耗和化学污染而发展起来的一种化学实验的新方法、新技术，是化学实验方法的变革。学生在学习化学的过程中，利用微型实验进行探究活动，会不由自主地节约药品，微型化的实验仪器在一定程度上限制了药品的使用，也就培养了学生的节约意识。

高中微型化学实验就是把微型化学实验的理念应用于高中化学实验中，其优点是仪器微型化、药品用量少；学生有较大的自主发挥空间，能促进学生自主学习，学会自主地发现问题、设计实验、观察实验。微型化学实验有利于提高学生实验技能和提高学生的创新意识。

二、微型化学实验的实践与探索

化学实验微型化一般是对实验仪器和试剂用量改进，主要目的是减少实验时排放的废水、废气等污染物数量，达到减小污染环境的效果，其次降低危险性的实验操作，提高实验的安全性，从而使实验教学环境既安全又舒适。

下面以几个简单的实验来说明高中化学微型实验：

（一）关于Cl2的制法和性质实验微型化的设计

1.实验仪器和药品

实验仪器：胶头滴管、水槽、坩埚钳、滤纸、火柴、砂纸、医用带胶塞的小瓶3个、输液器1套。

实验药品：KMnO4、NaCl、浓盐酸、10%的NaOH溶液、稀硫酸溶液、锌粒、镁带、砂纸。

2.实验步骤

取洁净的青霉素小瓶1个，先用胶头滴管吸取浓盐酸约1ml并把其放在小瓶胶塞上，在瓶中装入0.5g的KMnO4，组装成微型气体发生装置，用输液器做导管，一端插在青霉素小瓶的胶塞上，另一端连接收集装置。用排饱和食盐水的方法收集1小瓶氯气。尾气用10%的氢氧化钠溶液吸收。在此微型化制取Cl2的实验中用胶头滴管可以控制浓盐酸的滴入量，从而控制氯气的产生速度，可减少污染。如图1所示。

化学反应方程式：2KMnO4(固)+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2

（二）氢气―氯气光照反应实验

1.在取1个青霉素小瓶让锌粒与稀硫酸反应，用排水法收集1小瓶纯净氢气，Cl2和H2的体积比约为1:1，将两小瓶口对口让气体混合均匀后，用滤纸片将两小瓶盖好后备用。

2.取一段镁带，用砂纸磨掉表面的氧化膜，用酒精灯点燃，对小瓶照射，氢气和氯气的混合气体迅速反应并爆炸，将滤纸片向上弹起。如图2所示。

（三）铜片与稀硝酸反应实验微型的设计

1.实验仪器和药品

实验仪器：注射器1支、橡胶塞、小烧杯。

实验药品：铜片、稀硝酸、氢氧化钠溶液（10%）。

2.实验步骤：铜片与稀硝酸的反应

①将铜片加入到注射器内，然后排净注射器内的空气，吸入约2mL的稀HNO3，迅速将胶塞按在注射器针头上，可观察到铜表面有无色气体产生，注射器内溶液的颜色变为蓝色。

②当反应结束后，将胶塞拔下，拉动活塞吸入空气，观察到的现象是迅速生成红棕色气体。

反应方程式：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O2NO+O2=2NO2

三、中学化学实验微型化的评价

（一）微型化学实验的优越性

有利于激发学生学习兴趣，提高实验的科学性，培养学生严谨求实的科学态度。有利于培养学生的探索精神、实践能力和创造能力。有利于培养学生规范化的操作技能，培养严谨科学的工作态度。有利于传播绿色化学观念，增强学生的环保意识。

（二）微型化学实验的局限性

微型化学实验需要进一步探索和完善，组装成套仪器，有利于微型化学实验教学的衔接。微型化学实验仪器和实验设计与实验室实验相比有很大不足。微型化学实验中实验条件局限性大且物质的产率低。

总的来说，把中学化学实验微型化，不能看作是对常规实验的微缩和补充，更不是与常规实验相背的。化学实验的微型化主要是在实验过程中贯穿绿色化学思想，有效实现“小剂量实验、节约资源、减少环境污染、降低实验成本”，从而能够增强学生对环境的保护意识，是对中学化学中的定量实验进行的改革与发展。