【准备实验,,改进创新】初中化学实验改进创新

　　中图分类号：G630文献标识码：A　　关键词：中招实验；二氧化碳；改进创新；稀盐酸；小量筒；分离器　　河南省自实行中招实验加试以来，《探究二氧化碳的制取、收集和检验》一直是考察学生探究能力的重要实验内容之一。我们除了关注其气体的制取、收集以及性质的检验以外，像稀盐酸的配制、仪器的保护以及“废物”的回收利用，同样也是重点关注的环节。因为，这三个环节准备的好坏直接关系到整个实验质量的高低。作为一名长期工作在中学化学岗位上的实验教师，应该有责任、有义务为化学实验探究提供良好的条件和先进的方法。在实行中招实验加试的前一两年，我们深感在这三个环节上均存在着不尽如人意的地方，经过近几年不断地改进创新，逐步摸索出了一些针对性的解决问题的方法，并在实践中取得了令人满意的效果。现将近几年在准备《探究二氧化碳的制取、收集、和检验》实验中改进创新的三种做法介绍如下，以求同行共勉。
　　中招实验加试要求该实验所用稀盐酸的浓度为1:3（体积比）。针对我校规模大、学生多的特点，在实验前期阶段需要配制出大量1:3的稀盐酸那是必须要做的工作之一。由于受到容器的大小、数量的限制，不可能一次就能把稀盐酸所需用量配制到位，还需要在实验过程中多次配制不断补充，才能满足整个实验需求。况且，还有其它几个加试实验也要用到稀盐酸，我们粗略的估算了一下实验用量约为60000mL,如果按照常规方法配制，无论是浓盐酸往水里倾倒还是水往浓盐酸里倾倒，都无法避免浓盐酸的挥发所造成的环境污染问题，另一方面既费时又费力，也很难满足实验急需。那么，采取什么样的方法才能避免上述情况的发生呢？经过反复琢磨，我们是这样做的：
　　改进创新一 假如要配制体积比为1:3的稀盐酸2000mL，就要选取一个大于或等于2000mL的烧杯，先盛入1500 mL的水，然后再打开500mL浓盐酸的瓶塞，迅速用橡胶塞塞住，然后将试剂瓶倒扣入烧杯中，让水面埋没瓶口部位即可，然后，用坩埚钳取出橡胶塞，由于浓盐酸的密度比水大的缘故，在重力和大气压的共同作用下，浓盐酸自然而然地向下缓缓不断地流入到烧杯中的水里;同时，烧杯里的水也以相同的流速反向流动-——即向上回流到瓶子里，形成一个循环对流状态，在此过程中，瓶子里的盐酸浓度逐渐降低，烧杯中盐酸的浓度逐渐增大，大约持续20秒后，即可将瓶子向上慢慢轻提，当瓶口提至液面时，瓶子里的浓盐酸也被稀释成了稀盐酸并向下快速流动，直至倾倒完毕、空气充满瓶子为止，即成体积比为1:3的稀盐酸。此种改进方法非常适合大量配制稀盐酸、且对溶液浓度要求不太高时使用，简单方便、安全、速度快、无污染，随时都能满足实验要求。
　　另外，按照中招实验加试要求，本实验还要用到10mL的小量筒，用来量取8-10mL稀盐酸来与石灰石反应收集125mL二氧化碳。在量筒的使用过程中，我们经常发现学生一不小心就容易将其碰倒，使得量筒上端口部位破损现象非常严重。整个实验下来，损坏一、二十个是常事，究其原因：一是量筒本身底面积小、重心高，稍微一碰就容易翻倒；二是理化实验台面硬度大；三是学生实验操作不规范等。长期以来（不单单是中招实验加试期间），对于这种量筒损坏的现象我们曾经感到既心疼又无奈，因为它不仅缩短了仪器的使用寿命，而且直接影响了实验教学工作的正常进行，又导致了公共财产的损失。那么，采取什么有效措施才能阻止这种现象再度发生呢？经过反复思考，我们是这样做的：
　　改进创新二 取稍大于量筒外径的橡胶塞，先用刀子将其切成1-2 mm厚的片状，再选用直径稍小于量筒外径的打孔器打孔，将打好孔的橡胶片套在量筒的上端口部位，以不影响正常读数为止。这样一来，由于橡胶片的缓冲作用，量筒再翻倒时其上端口部位就不会再破碎了。如果能找一块约2mL厚的大橡胶片更好，可以剪成大小合适且不太规则的多边形，按照上面的方法打孔，不仅制作起来更加方便，还能有效防止滚落现象的发生。实践证明，这样做的效果奇好。根据仪器损坏记录单中数据分析发现：今年，我校初三年级18个教学班，每个教学班平均60人，在新乡市实验加试前的三轮操作训练中，除了个别学生不小心掉在地上或碰到水池边缘而打破的4个底座外，其它量筒均无上端口部位损坏的现象发生。此种改进方法，不仅极大地提高了仪器的使用效率，同时，也对实验的正常进行提供了切实有效的保证措施。
　　实验后期，“废物”如何处理也是一个很重要的问题。如果老师不特别强调，学生就会随手将正在反应的稀盐酸和石灰石倒入水池里，这样既堵塞下水道又污染水源，即使回收到指定容器里，也不能有效阻止其继续反应，还造成不必要的药品浪费，这与中招实验加试的要求和当今社会人们追求的绿色、环保、低碳生活相悖。要知道1:3的盐酸与石灰石反应只收集125mL二氧化碳，这时的“废物”其实并不废，只要能将其成功分离回收还有再利用的价值。譬如：回收的盐酸可以泡洗不干净的试管、烧杯等；回收的石灰石还可以重复再利用。基于这样的想法，我们特制作了一个简易的装置，叫做“固液回收分离器”。
　　改进创新三 取用废弃的、质地较好的带瓶盖子的饮料瓶（中上部细腰且透明的），从细腰处截成上下两部分，将上部分颠倒过来放在下部分的上面（在瓶盖上先钻透若干个小孔），这样就可以作为过滤漏斗使用。在做完《探究二氧化碳的制取、收集和检验》后，再将反应器中的未反应完的固体和液体一并倒入“固液回收分离器”中，固液自动分离，简单实用、效果良好。
　　以上只不过是实验准备方面改进创新的一些做法。看似渺小，但确能解决实验当中的一些实际问题，往小的方面说，它有效提高了工作效率、节省了经费；往大的方面说，它能废物利用、节约资源、保护环境等；同时，对其他相关实验也有着借鉴作用。创新——时代的主题、发展的动力；环保——理想的追求、向往的方向。愿改进创新意识深入人心，从自我做起、从小处着眼，让更多的小改进、小创新在我们的生活和工作中发挥更大的作用。
　　作者简介：赵万富，男，中学化学高级教师，从事中学化学实验教学工作30年，有6篇独著、合著文章在国家级期刊《实验教学与仪器》和《教学仪器与实验》上发表。