例说初中化学实验及基本原则.doc

例说初中化学实验的基本原则朱军（安徽省安庆市长风中学，246008）有原则不乱，有计划不忙，有预算不穷。初中化学实验，可以分为验证性实验和探究性实验，都具有操作性的特点，是化学理论知识在实践中应用和升华的过程。化学实验的基本原则，是我们设计实验方案、执行操作程序的立足点。笔者结合多年的教学经验，总结出初中化学实验的三条基本原则，即安全性原则、有效性原则和节约性原则。一、安全性原则大到航天科技，小到疫苗实验，人类从事的科技活动，安全第一的思想都是亘古不变的。初中化学启蒙，对学生科学素养的形成，具有不可忽视的作用。人员安全。涉及眼、口、鼻、手及身体其他部位的保护。所以提倡使用防护眼镜，万一眼睛里溅进了药液（尤其是有腐蚀性或有毒的药液），要立即用水冲洗（切不可用手揉眼睛），洗的时候要眨眼睛，必要时请医生治疗；不得尝任何药品的味道；不要把鼻子凑到容器口去闻药品（特别是气体）气味；不能用手接触药品。给液体加热时，试管口不能对着自己或他人；稀释浓硫酸时，要先水后酸，不断搅拌。这些是为了防止液体溅出，造成烫伤或腐蚀。点燃可燃性气体前，一定要验纯；用氦气替代氢气充入升空气球。这些是为了防止爆炸事故的发生。仪器安全。化学实验中使用大量的玻璃仪器，具有易破易损的特点，所以在使用这些仪器时，一定要严格规范，轻拿轻放。块固镊子夹，沿壁往下滑；试管夹夹在跟管口1/3处，手指不能碰到试管夹的短柄；刷洗试管时，用力不能过猛。这些是为了防止试管受外力作用而损坏。给试管加热时，先要擦干试管外壁的水珠；先均匀预热，再集中加热；加热的试管不能立即用冷水冲洗；铁丝在氧气中燃烧，集气瓶底部注入不量水或铺上细砂。这些都是为了防止玻璃器皿因热胀冷缩不均匀而破裂。固体药品垫上纸片，或放在玻璃器皿（如小烧杯、表面皿）里称量，砝码要用镊子夹取，移动游码也要用镊子拨动。都是为了防止托盘、砝码、游码被腐蚀。药品安全。氢氧化钠易吸收空气的中水蒸气而潮解，易吸收二氧化碳而变质，所以氢氧化钠要密封保存。白磷的着火点低，在空气中易发生氧化反应而导致自燃，所以白磷通常保存在于冷水中。化学药品的收集及保存方法是由它们性质决定的。实验用剩的药品既不可放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定的容器内。倾倒液体时，标签对手心，瓶塞要倒放；滴加液体时，滴管竖向下，不进入；不要把滴管放在实验台或其他地方；用过的滴管要立即用清水冲洗干净（滴瓶上的滴管不要用水冲洗），严禁有未经清洗的滴管再吸取别的试剂。这些都是为了防止沾污滴管再沾污药品。环境安全。绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精；绝对禁止用酒精灯去引燃另一只酒清灯；用完酒精灯后，必须用灯帽盖灭，不可用嘴吹灭；万一洒出酒精在桌子燃烧起来，不要惊慌，应立刻用湿抹布扑盖。这些都是为了防止火灾的发生。硫在氧气中燃烧，集气瓶底部装入少量水，目的是吸收有害气体二氧化硫，也可以在集气瓶口盖上一张浸有碳酸氢钠溶液的滤纸片；一氧化碳还原氧化铜实验，尾气的处理。这些都是为了尽可能减少空气污染。二、有效性原则原理科学。化学实验的原理一般包括化学变化原理和物理现象原理两部分，科学的原理是核心，决定了实验原料、装置、操作、现象、结论及解释。以实验室制氧气的反应原理为例，从拉瓦锡时代的加热氧化汞，到加热高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物，再到催化分解过氧化氢溶液。优化过程一目了然，汞有毒，加热消耗能源，到无需加热的催化分解。简单的“热胀冷缩”原理，在化学实验中也是用处多多。例如：检查装置气密性，手握试管时看到气泡，松开手时看到水柱；加热固体制氧气，结束实验时，先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒吸试管炸裂。物质的性质决定其用途和危害、收集和贮存方式、检验和鉴别方法。现象明显。化学变化生成新物质，常表现为颜色变化、放出气体、生成沉淀等。化学变化还伴随有能量变化，表现为吸热、放热、发出光或火焰等。这些现象都容易被我们观察，而有些变化现象是不明显的，如何使不明显的变化现象明显呢？巧用对比法。2支试管分别溶解胆矾和研碎的胆矾，比较观察发现研碎的胆矾溶解得快。3支试管装入等量的水，溶解不同量的胆矾，观察发现溶解的越多，溶液颜色越深。燃烧条件的探究实验，也是典型的对比实验。对比法，还广泛地应用于物质鉴别的实验中。现象延伸法。二氧化碳溶于水，使塑料瓶变瘪，就是一种现象的延伸。也可以改造成为集气瓶能吸住玻璃片倒拿而不会脱落，U形管液面变化，气球体积变化等实验现象，由此来揭示二氧化碳的体积减少了。还有借助澄清的石水来观察二氧化碳气体的产生，借助干冷的烧杯来观察水蒸气的产生等等。借助指示剂。在氨分子运动的实验中，酸碱中和反应的实验中，都用到指示剂，借助指示剂颜色的变化，来观察分子运动和化学反应是否发生。数据准确。初中化学实验有数据的仅涉及托盘天平、量筒、标准比色卡。其使用规范在此不再赘述。在测定空气中氧气体积分数的实验中，将空气按体积分为五等份，是个操作难点。这五等份要借助装水的体积来划分。先测量塞紧橡皮塞时能装水多少毫升，将此值除以5（取整，最好有余数，就是集气瓶中预先要注入的水）。量取余数体积的水，注入集气瓶中，划上基准线，然后每加一份，划一道水平线，才能将空气分成五等份。在质量守恒定律的验证实验中要慎用气球，因为天平是个等臂杠杆，不能忽略气球体积变化，受到空气浮力的影响。F浮=空gV排。当气球体积增大80mL时，所受浮力可以将质量读数减少约0.1g。三、节约性原则节约药品。在不影响实验效果的前提下，严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量，一般应按最少量（12mL）取有液体，固体只需盖满试管底即可。在有关物质检验、鉴别实验中，取样操作便有节约药品的思想。有些实验微型化，也有不错的节约效果。例如：验证分子间隔的实验中，将水和酒精各一半先后装满带细长颈的小容器（如滴管、开塞露药瓶），颠倒几次，细颈朝上，观察到细颈部分液面明显下降。节约时间。铁生锈能消耗空气中氧气，也可测得空气中氧气的含量，而铁生锈属于缓慢氧化，耗时很长。所以采用磷燃烧的实验来测空气中氧气的含量。用水作润滑剂，使玻璃管与橡皮塞或橡胶管连接；用酒精灯的外焰加热，盛液体的试管与桌面约成45角等规范有序地操作都有利于提高效率、节约时间。节约资金。节约药品，延长仪器的使用寿命，开发替用品都可以有效地节约资金。例如：活性炭净水器进出水口，设计为下进上出，可以有效地延长活性炭的使用寿命。综上所述，在化学实验的教学过程中，用心体会基本原则。实验设计和操作才会是有根据的，而不是盲目的；是可理解的，而不是死记硬背的。归纳为下表：1安全性原则人员安全防毒、防腐、防扎、防烫、防火灾、防爆炸仪器安全不撞击、不骤冷骤热，防烧损或腐蚀药品安全不损失、不污染、不变质环境安全废渣、废液和尾气处理，通风设备的应用2有效性原则原理科学方案比较与优化，装置选择与改进现象明显便于观察，注意对比，排除干扰数据准确测量仪器正确，操作方法规范3节约性原则节约药品按规定量或最少量取用药品节约时间设计合理、统筹安排、操作有序节约资金考虑价格，开发替用品，回收再利用