实验设计技能的培养

实验设计技能的形成是一定实验能力的标志，可见培养实验设计技能是十分重要的。怎样有效地培学生的实验设计技能，有待我们共同探讨。我们认为，指导学生做好实验习题是培养学生实验设计技能的一个重要途径。现举说明如下。

题目：为了证明CO2与NaOH溶液能发生反应。现有五位同学设计了如下图所示A~E五个实验装置：

他们认为，如果能观察到明显现象，即说明CO2与NaOH溶液发生了反应。试回答

下列问题：

⑴对图A，当将分液漏斗中的NaOH溶液滴入烧瓶时，如果看到水槽中的水被吸入到烧瓶中，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。请写出NaOH溶液与过量CO2反应的离子方程式： 。

⑵对图B――E，请说明能证明CO2与NaOH溶液发生了反应的操作及实验现象，

并将结果填入下表：

⑶请再设计一个其他实验，以证明CO2与NaOH溶液发生了反应，要求写明实验操作过程、实验现象、结论及反应的离子方程式。所用仪器及试剂均必须是实验室常用的仪器和试剂。

答案：⑴CO2 + OH- = HCO3-；⑵（见下表）：

⑶在一支试管中加入NaOH溶液,滴几滴酚酞试液后溶液变红色,将CO2通入NaOH溶液中,红色变浅,证明CO2与NaOH溶液发生了反应。反应的离子方程式为：

2OH-+CO2=CO32-+H2O；CO32-+CO2+H2O=2HCO3-。

在此基础上，让学生自己再设计新方法就比较容易了。以下是高一（1）7位同学和高一（2）班45位同学设的实验方案。现列如下。

【方案1】：在一支试管中加入NaOH溶液，滴加几滴酚酞，溶液变红色，将CO2通入红色的NaOH溶液中，红色变浅，证明CO2与NaOH发生了反应。

反应的离子方程式为：CO2 + 2OH- = CO32- + H2O；CO2 + OH- = HCO3-。

设计者：高一（2）班彭婷婷、毛宏、高双和高一（1）班刘虎等学。

【方案2】：如图所示，操作：滴入NaOH溶液。现象：气球胀大。

结论：证明CO2与NaOH溶液发生了反应。离子方程式：CO2 + 2OH- = CO32- + H2O或CO2 + OH- = HCO3-。

设计者：高一（2）班陈慧、周颖、皮兴灿、吴梦妮、杨力、周威、李明、邱琛、何姣、何祥军、向媛、董军、王懋睿、卫丹晨、阮仕见、杨威、李浩和高一（1）班白益波等同学。

【方案3】：如图所示，将CO2通入足量NaOH溶液中，若澄清石灰水不变浑浊，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。反应的离子方程式：CO2 + 2OH- = CO32- + H2O。

设计者：高一（2）班杨升、张翠、李苗、胡万元、阮国良、饶志平、杨敏、王勇、张姣、杨忠莉、曹晶、汪传梅、张丙文、冯波等同学。

【方案4】：如图所示。打开活塞，让NaOH溶液进入集气瓶中。现象：导管中上升一段水柱。结论：CO2与NaOH溶液发生了反应。离子方程式：CO2 + OH- = HCO3-。

设计者：高一（2）班李奎、柴敦委、刘中亮等同学。

【方案5】：如图所示。操作：打开活塞。现象：气球变小。证明NaOH与CO2发生了反应。离子方程式为：CO2 + OH- = HCO3-。

设计者：高一（2）班罗开志、柯昌波等同学。

【方案6】：如图所示。操作：滴入NaOH溶液于试管中。现象："喷泉"。证明CO2与NaOH溶液发生了反应。

设计者：高一（2）班徐重双、刘峰等同学。

【方案7】：如图所示。向瓶中通入CO2，看b中水柱右低左高，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。CO2 + 2OH- = CO32- + H2O。

设计者：高一（2）班石前坤、毛旭、黄晓蒙等同学。

【方案8】：如图所示。向a中通入CO2，红色溶液变成无色。证明CO2与NaOH溶液发生了反应。CO2 + 2OH- = CO32- + H2O。

设计者：高一（2）班蔡光磊同学。

【方案9】：如图所示。通入适量CO2于NaOH溶液中。现象：导管内水柱无明显变化。说明CO2与NaOH溶液发生了反应。

CO2 + 2OH- = HCO3-。

【方案10】：NaOH溶液无色溶液白色沉淀，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。

设计者：高一（1）班冯以军同学。

【方案11】：一定质量的NaOH溶液称量溶液质量，质量增加，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。

【方案12】：如图所示。U形管左端液面上升而右端液面下降，证明CO2与NaOH溶液发生了反应。

设计者：高一（1）班聂满同学。

通过本次实验习题的讲评，使学生实验技能有了很大提高，更可贵的是很多学生觉得学习化学很有意思，对化学产生了兴趣。