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高中化学实验水的妙用
来源查字典化学网| 2018-01-26 发表| 790 人浏览| 教学经验分类:化学论文

教学经验

水作为生命之源,不仅在人类生活、生产中应用广泛,在高中化学实验教学中同样离不开水。实验教学是高中化学课程教学的关键构成部分,是对理论知识的验证,学生可借助实验更好的理解化学现象和探究理论知识。而在很多化学实验中都要用到水,对此本文通过对高中化学实验中水的妙用进行着重管窥,并提出一些个人看法仅供众多同行参考。

【关键词】高中化学实验;水的妙用

在高中教育阶段,化学是一门以实验为基础的学科,在实验中水的应用可谓是异常广泛,特别是在化学反应中离不开水,而且水在不同的化学实验中的作用也不同。在高中化学实验中水一般当作溶剂使用,利用水配置出各种溶液,以及清洗仪器。不过水的应用不仅仅局限于此,要结合水的特性巧妙运用到化学实验的多个方面,以此改善实验教学质量和效率。

一、水浴和水封

在高中化学课程教学中,不少实验的反应条件都离不开水浴加热,像水解纤维多糖、制备酚醛树脂时要用到100℃的沸水洗浴,沸水洗浴即为当水的温度升至最高100℃进行洗浴。当水的温度不到100℃时的某个温度段恒定是称之为温水洗浴,在制备硝基苯时水的温度应当恒定在50至60℃之间;水解乙酸乙酯与蔗糖时要用到70至80℃的温水洗浴;测定硝酸钾的溶解度时需在100℃摄氏度的环境下进行。同时,水封在高中化学实验教学中也十分常用,主要用于药品的保存,以免药品与空气接触或挥发。在高中化学实验室中,不少药品与药剂的化学性质与物理性质比较特殊,它们的保存方式同样特殊,其中有的药品与药剂在存放时应当使用水的水封特性。诸如,液溴具有强烈的腐蚀性、挥发性和剧毒,是高中化学实验中存放较为困难的一种药剂,在常温下假如不经过特殊处理,液溴将会挥发出十分刺激、强烈的烟雾,严重污染环境与危害师生的身体健康。而利用水进行水封可以解决问题,因为液溴的密度比水大,在水中的溶解度比较小,能够有效减少挥发,从而避免有害物质的挥发与产生,为学生带来健康安全的实验环境。又如,在存放白磷时,由于白磷的燃点极低30℃时就会燃烧,不过不溶于水,可以将少量白磷放置在广口瓶中用冷水保存,借助水的覆盖使其温度不超过燃点,并与空气隔绝,从而避免白磷挥发或自燃,有效降低物质的损失,以及安全隐患的发生。

二、水洗和水集

在高中化学实验教学中水洗较为常见,主要作用有以下三个,其一,用水清洗实验仪器和装置。其二,通过水洗的方法祛除一些难溶于水气体中的易溶杂质,像一氧化氮气体中的二氧化氮杂质,原因是二氧化氮可以与水发生化学反应生成硝酸和一氧化氮,而一氧化氮则不溶于水。其三,用水洗涤沉淀,例如,在常见的过滤实验操作中,针对各种过滤器与容器中的沉淀物需要洗涤,在洗涤时可使用蒸馏水来进行。具体方法是:在过滤器与容器中倒入适量的蒸馏水,直至蒸馏水将沉淀完全淹没,适当晃动清洗,如此反复操作几次即可清除沉淀。同时,在高中化学实验教学中,可利用水集的方法制取和存放一些不溶于水的气体。水集就是排水集气法的简称,在初中阶段学生就学习过用排水集气法制取氢气,高中化学实验涉及到的气体除氢气之外,还有一氧化氯、二氧化硫、甲醛和氧气等。某些气体在水中具有一定的溶解度,或多或少都会溶解一部分,不过可以在水中加入部分物质用以降低这些气体的溶解度。像在用排饱与食盐水法制取和收集氯气时,可将氯气收集到食盐水中,原因是氯气虽然溶于水,但是在饱和的食盐水中溶剂度极低,几乎可忽略不计,再将排水法升级利用饱和食盐水制取氯气。这样可以将氯气和水完全隔离,避免在水中溶解,从而解决氯气溶于水的难题,而且制取过程更加安全,制出的氯气也更加纯净。

三、鉴别和水冷

在高中化学实验教学实践中,可以将水巧妙用来鉴别化学物质,针对化学物质在水中的密度或溶解度的不同进行鉴别。像溴乙烷、乙醇、苯三瓶没有标签的无色液体,可以用水来鉴别。由于溴乙烷的密度比水大,沉于水底的即为溴乙烷;极易溶于水的是乙醇;苯的密度比水小,所以漂浮在水面上的则为苯。同时,可结合化学物质的溶解性和溶解过程中的热量变化进行鉴别。比如,使用水可鉴别碳酸钙、氯化钠、硝酸铵和氢氧化钠这四种物质,其中氢氧化钠溶于水时会放热,水温升高;硝酸铵溶于水时需吸热,水温降低;氯化钠溶于水时对温度无影响;碳酸钙则不溶于水。或者依据物质溶于水之后的溶液颜色进行鉴别与判断,像石蕊试剂的颜色为紫色;高锰酸钾是紫红色;氯化铁和硫酸铁是溶液呈现出黄色;氯化铜、硫酸铜则为蓝色溶液。另外,在高中化学实验中水可以当作冷却剂使用,冷凝管中通过气体可以用水吸热,以此降低温度将气体凝结。在分馏、蒸馏,以及有物质挥发与长时间加热的化学实验中,挥发物和馏出物应当冷却,这就需要在冷凝管中注入水,通过水的流动来冷却。比如,在利用蒸馏乙醇制取无水乙醇时,应增设无水氯化钙的干燥管,将水当作干燥剂使用,以此确保实验在无水条件下进行,以免因水分进入到实验装置中出现实验误差或污染试剂。

四、总结

在高中化学实验教学活动中,水可谓是无处不在、无处不用,教师可充分结合水的化学性质和物理性质,将水巧妙运用到化学实验中,借此优化实验教学环境,引领学生更好的学习和理解实验,使其意识到水的作用和价值,进而帮助他们养成良好的化学素养和严谨的科学态度,最终提高整体学习效果和质量。

【参考文献】

[1]杨喜辉.浅谈高中化学实验教学改革的具体措施[J].课程教育研究,2016(27):40-41

[2]仲国新.新课改背景下提升高中化学实验教学水平[J].中学生数理化(教与学),2016(03):10

[3]曾春森.新课改背景下的高中化学教育教学反思[J].新课程学习(上),2014(01):95

作者:张守勋 单位:高流中学

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