论初中化学实验教学中“一器多用”策略的实现

甘贵川

【摘要】本文中，笔者就将以针管和U型管的组合为例，分别从基于同一套实验装置生成实验结果的物理现象解读和基于同一套实验装置生成实验结果的化学现象解读两个方面，探究初中化学实验教学中“一器多用”策略的实现，望其能够为当前从事初中化学教学的教育工作者提供一定的借鉴和启示。

【关键词】化学实验 初中化学教学 一器多用

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）04-0144-01

一、基于同一套实验装置生成实验结果的物理现象解读

在化学实验中，针管由于其本身所具有的操作简便、封闭性好、污染少、节省试剂以及有刻度和便于观察等的特点，为广泛应用于对各种物理现象和化学现象探究的过程中，接下来笔者将从压强、密度、可燃性以及水溶性四个角度对该实验器材“一器多用”功能的实现进行论述。

（一）压强分析

如图所示，采取同样的三组装置，锥形瓶当中分别注入氢氧化钠、氯化钠以及氧化钙放入锥形瓶当中，而右侧的U型管则注入一定的红墨水。这是利用针管在锥形瓶当中注入等量（三组实验装置完全相同）的水，用手摇晃锥形瓶、震荡溶解之后，手动打开U型管和锥形瓶当中的止水夹，这个时候就会发现装有氢氧化钠、氧化钙的锥形瓶，U型管中的红墨水呈现上升趋势，甚至一度溢出管外。这就说明氢氧化钠、氧化钙在分别和水发生反应之后，呈现放热状态，致使装置内的压强增大；装有氯化钠的锥形瓶装置中的U型管内的红墨水没有发生变化，这说明氯化钠溶于水之后不发生化学反应，无所谓放热和吸热，自然也无所谓压强的变化。

（二）密度分析

再比如仍然利用上述实验所使用到的仪器装置，让学生们思考，还可以利用怎样的化学现象（或化学反应），来实现让U型管内的红墨水上升？那么根据上文中所实验的结论，要想让U型管内的红墨水上升，最重要的就是要促使锥形瓶内的压强便大，即有新的气体产生。那么根据初中化学所学习到的各种化学反应方程式，学生就可以利用锥形瓶完成简易的碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，锌与盐酸反应生成氢气，当锥形瓶内有气体产生时，学生同时可以利用针管抽取出内部的气体，吹出肥皂泡泡，根据吹出的肥皂泡泡在空气中上升还是下降，便可以判断出生成的氢气和二氧化碳，前者密度较之空气较低、后者密度较之空气较高。

（三）可燃性分析

在上述实验结果的基础上，再在锥形瓶当中增加一例过氧化氢在催化剂的作用下生成水和氧气的化学反应，之后分别利用针管抽取氢气、氧气和二氧化碳三种气体，使之分别靠近点燃的酒精灯。这时就可以在实验当中窥测到这样三种现象，即氧气可以使酒精灯燃烧得更加旺、氢气本身就可以进行燃烧，而二氧化碳则是一种能够让燃烧停止，既不具备助燃性、也不具备可燃性的气体。

（四）水溶性分析

再比如，同样以上述所言的实验装置为例，在两套完全相同的实验装置中，前者在扫平当中诸如氯化氢气体，后者则在锥形瓶中注入氨气。而U型管内所注入的是含有紫色石蕊液体的水，这时利用针管分别吸入等量的水注入到锥形瓶当中，同时打开链接锥形瓶和U型管中部的止水夹，在止水夹打开的一瞬间，两个利用不用实验气体的实验装置同时出现U型管的彩色液体倒流到锥形瓶内，但随之不同的实验气体使锥形瓶内呈现出不同的颜色。和明显装有氯化氢的锥形瓶当中，混合后的液体呈现出红色，这充分说明氯化氢气体，溶于水，致使混合的水呈现酸性；而装有氨气的锥形瓶当中，液体反而呈现出鲜明的蓝色，这则说明氨气，溶于水，致使混合后的水呈碱性。

通过基于以上四组实验效果的最终分析，可以得出这样一种结论，即同一组化学实验仪器，在其基于同一实验过程、产生不同实验结果的前提下，同样可以基于反向思维，对实验过程进行拓展和深化，同样还可以利用固定的实验器材，对已生成的实验结论进行检驗和例证，而种种过程恰是能够帮助学生不断巩固化学知识、复习化学实验结果的良好举措。

二、基于同一套实验装置生成实验结果的化学原因探究

以学习“氢氧化钠和二氧化碳反应”这一部分内容为例，由于很多学生在学习此部分内容时，已经对氢氧化钙和二氧化碳的反应有着极为深刻的认识（该反应有沉淀生成，实验效果非常明显，较之容易记忆），但是与此相比，氢氧化钠和二氧化碳之间的化学反应并不明显，也没有沉淀或气体类的物质生成，所以为了增加学生对这一化学反应的感性认识，很多同学根据化学反应方程式：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

推测，将二氧化碳通入到氢氧化钠的溶液中，之后向混合后的液体内滴入盐酸，倘若有气泡产生就可以证明，在二氧化碳通入到氢氧化钠溶液的过程中，有新的物质产生，换言之二者之间发生了化学反应。

那么在此过程中，实验设计者所采用的思想在于对二次化学方程式的使用，即在第一个化学变化中所生成的物质（Na2CO3），成为第二次化学反应的基本成分之一，起到媒介的重要作用，而利用其在第二次化学反应中所扮演的重要角色，对于判断新物质的生成，起到了重要的提示效果。

而根据这样的化学反应方程式，笔者引导学生同样利用上述的那一组实验装置，设计了这样一组实验：

首先取两组相同的实验装置，锥形瓶当中装满二氧化碳，而另一侧的U型管中则装满水，而同时针管当中分别吸入等量的水和浓度较高的氢氧化钠溶液（各自10mL），充分混合震荡后，打开连接锥形瓶和U型管的止水夹，就会发现混合了二氧化碳和水的锥形瓶，右侧U型管中的水全部倒流到锥形瓶当中，这是因为二氧化碳本身便溶于水所致；而另一组实验装置当中，氢氧化钠和二氧化碳混合后，右侧U型管中的液体明显上升，这是因为二氧化碳和氢氧化钠之间产生了化学反应，生成了新的化学物质所致。

化学反应与物理反应最为本质的区别就在于其过程当中是否有新的物质生成，而采用在此前判断物理现象过程中使用较为频繁的一组器材来实现对于化学现象以及化学物质生成的判断，其更有助于让学生感受到化学变化的本质，以及从现象当中解读物质生成的要素。同时对于教师而言，要注重培养学生多利用化学方程式来进行实验过程的推测和演练，如此才能达到对化学知识活学活用、融会贯通的地步。

三、结论

“一器多用”是初中化学实验教学过程中，能够不断丰富学生想象力、拓展其思维，培养其手动能力和实验精神的有效策略之一。尤其是当学生按照书本当中既定的实验装置图，从已知的结论中不断对实验过程进行佐证，对实验结果进行深度挖掘，探索出全新的实验方案，养成严谨而科学的思考态度，对于培养学生认识化学、应用化学，提高综合解决实际问题的能力具有显而易见的作用。身为教师，一应要对学生的这种敢于探索、积极推断的精神予以肯定，同时教师在进行初中化学实验授课的过程中一定要注重对课堂方向的引导、最终对实验过程的思考和启迪，如此课堂才会更加富有引导性、开放性和开发性。

参考文献：

[1]朱启亮.化学实验仪器的“一器多用”[J].新课程：下，2012（06）：175.