一、仪器特点及用途
1.特点
自制多功能粉笔燃烧匙(如***1所示)对化学实验常用的燃烧匙进行了创新性改进,用粉笔头做的反应器,就地取材,易于更换,避免了仪器的洗涤和损耗,节约了实验开支。利用粉笔具有强吸附性和稳定性的特点,避免了燃烧匙参与反应对实验的干扰。粉笔头可根据实验需要刻上凹槽,或刮平,或抠一小坑,以便于盛放反应物。反应物在粉笔头上更便于对实验现象的观察,反应物用量少,节约环保且现象更加明显。夹持粉笔的燃烧匙可按实验需要改变夹持角度,使实验操作更加方便,它既具有传统燃烧匙的功能,又可将某些在石棉网、蒸发皿、坩埚进行的实验改进完成,在实验教学中起到了很好的作用。
2.用途
本教具可完成课本的燃烧实验或加热实验,如铝、铁、硫、磷、钠在氧气、氯气或空气中燃烧,焰色反应,铝热反应,氯化铁水解反应等实验。现象明显,成功率提高。
二、使用方法
将粉笔头卡到本教具上,将反应物放置在粉笔头上,调节粉笔头的合适角度,使用的粉笔头可根据实验需要刻上凹槽或刮平,以便于反应物的盛放。
三、利用教具改进的实验
1.铝在氧气中燃烧
(1)改进实验装置及操作步骤
先将粉笔浸泡在酒精中,然后再沾上铝粉末,用教具夹住粉笔点燃(如***2所示),即可观察到少量耀眼火星。当放入氧气集气瓶时立刻观察到火星四溅,耀眼的白光,没有滤纸遮挡“光明磊落”,抖落粉笔上的白色粉末观察三氧化二铝固体,现象非常直观,给学生强烈的视觉冲击。
(2)改进后优点
操作简单,现象十分明显直观,白色粉末三氧化二铝没有纸灰的黑色干扰,便于学生观察。
该实验改进可推广到其他固体在氧气中燃烧实验,如铁粉在氧气中燃烧等,实验现象都非常成功,操作简单、安全,且节省药品(是正常用量的1/8)。
2.焰色反应
(1)改进实验装置及操作步骤
先将粉笔浸泡在酒精中,再分别粘上待测固体粉末后点燃,用教具夹住粉笔,观察氯化钾、硝酸钾、氯化钠、碳酸钠、硫酸铜焰色反应。
(2)改进后优点
操作简单,便于学生观察。一根2 cm的粉笔浸泡于酒精后,沾上固体粉末氯化钾点燃,可以绕教室一圈,使每位学生都能近距离观察到紫色火焰(也可不用透过蓝色钴玻璃),现象十分明显。粉笔在讲台上随处可见,可随时更换。
3.铝热反应
(1)改进实验装置及操作步骤
将粉笔抠一凹槽后,用教具夹紧,用酒精浸泡,取出后在凹槽中装少量铝粉和三氧化二铁的混合物(铝热剂),再在铝热剂上铺一层氯酸钾,点燃粉笔上的酒精,半分钟后观察到剧烈的铝热反应,冷却后可用磁铁在蒸发皿的沙子上吸起铁珠(如***3所示)。
(2)改进后优点
药品用量少(是正常用量的1/10),但现象却很明显;利用酒精燃烧半分钟后,铝热剂、氯酸钾受热引发铝热反应,实验很容易成功;教师从容操作,安全,环保。
4.氯化铁水解反应
(1)改进实验装置及操作步骤
先将粉笔浸泡在饱和氯化铁溶液中,然后再用教具夹住粉笔置于酒精灯上烧,仔细观察粉笔颜色的变化。1分钟内可清楚地观察到颜色变化:黄色—红褐色—铁锈红色。
(2)改进后优点
在关于盐类水解的教学时,高中化学教学资料中都谈到氯化铁、氯化铝等盐溶液在蒸发皿中蒸干得氢氧化物,然后在坩埚中灼烧得氧化物,由于实验时间长且生成大量HCl污染教室,在教学时一般不做此实验,教师的说教比较苍白,学生理解过程比较困难。改进后的实验操作简单,现象十分明显直观,操作安全,节省药品,且HCl造成的污染也少,填补了教材这方面实验的空白。
5.钠在空气中燃烧
(1)改进实验装置及操作步骤
将粉笔抠一小坑后,放人小坑中在酒精灯上点燃,可观察到钠燃烧黄色火焰及淡黄色固体生成。
(2)改进后优点
原实验方法用石棉网实验后无法洗涤,用坩埚遮挡学生观察视线,该教具克服了以上缺点。
参考文献
[1] 张宇帆,薛桂凤.巧用粉笔改进两则化学演示实验[J].实验教学与仪器,2012(4):21.
[2] 薛桂凤. 创新氯化铁水解实验及由该实验引发的实验探究[J].中学化学教学参考,2012(5):53.
[3] 薛桂凤.3则高中化学演示实验的改进[J].实验教学与仪器,2010(7/8):61,73.
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