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化学创新实验:硫在空气或氧气里燃烧的实验改进


化学创新实验:
硫在空气或氧气里燃烧的实验改进

一、实验名称

硫在空气或氧气里燃烧的实验改进

二、实验目的 1、认识到“硫在空气或氧气里燃烧的实验非常重要,但生成的二氧化硫是 一种典型的有毒气体,污染空气,危害师生健康,危害人类。”需要改进。 2、学会发现九年级(人教版)化学实验中需要改进的问题,学会进行

实验 改进与创新。 3、教师学会在教学工作中保护学生和自我保健。 三、实验仪器及试剂 一端有突出像平勺状的玻璃棒、双孔橡皮塞、井穴板、酒精灯、集气瓶、玻 璃管、小气球、火柴、硫粉、NaOH溶液、空气、氧气

四、实验仪器装置图及仪器的制作、组装和改进说明 图1

图2

图3 改进问题的提出和说明

图4

1. 如图1装置的缺点:人教版《化学》九年级上册 34 页[实验 2-3]是硫在 空气或氧气里燃烧, 书中操作是: 在燃烧匙内放少量的硫, 加热, 直至发生燃烧, 观察硫在空气里燃烧时发生的现象。 然后把有燃着的硫的燃烧匙伸入充满氧气的 集气瓶里,再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象。比较硫在空气里和在氧气里燃 烧有什么不同。 对于书中的实验方法在演示时存在着一些缺点: ①若用燃烧匙盛药品用量大则污染大,对师生毒害强;若药品用量太少,火苗可 能被燃烧匙挡着,台下的学生不易观察现象。若想办法在燃烧匙底部放些如沙土 等填充物垫高些再取少量硫进行实验,但到下节课在另一班里马上难以清洗,还 有些学生误认为填充物发出的现象。 ②硫在空气中燃烧尽管时间短,但放出二氧化硫多;硫在氧气中燃烧玻璃片与瓶 间隙较大,又放出二氧化硫;教师和学生吸入多,对师生毒害强,笔者和个别学 生表现为刺激咳嗽、 气喘、 头痛 (九年级化学教师每学年代三个班毒害就更大) , 笔者咽喉过敏,每次服用药物日久方癒。 ③“比较硫在空气里和在氧气里燃烧有什么不同”演示实验,很难达到有效, 凭借教师的语言描述实验现象。 ④教材中瓶内装少量水,目的是吸收反应生成的有毒气体二氧化硫,防止空气污 染, 但水的吸收效果远不如碱溶液, 二氧化硫能和碱发生反应, 既然是改进装置, 液体应是碱溶液,如氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等可溶性碱溶液)。

2.实验仪器制作 点燃酒精喷灯,如图2,把玻璃棒下端烧为软胶状时制为平勺状。 3. 实验的组装、改进: 实验装置:(如上图3、4) 4.改进实验说明: 1、硫的着火点较低,热的玻璃棒可使硫燃烧,用玻璃棒代替燃烧匙最大的 好处是药品的用量很少,产生的二氧化硫也少;用图3避免释放更多二氧化硫毒 害师生健康。 2、因为硫的用量很少,集气瓶内的氧气未被完全消耗,因此部分同学实验 现象没看清楚时,可以接着再做 1 次演示实验。 3、集气瓶内先放NaOH溶液,可以吸收产生的 SO2,降低来自演示实验的 危险性和危害性,防止污染空气。 4、安装玻璃管和小气球,既起到缓冲作用,又使学生思考燃烧时气球变鼓 胀的原因,后变瘪的原因。为后面放热反应、酸性氧化物与碱反应等教学内容打 下伏笔。 五、实验操作部分 实验操作及步骤: ①取空集气瓶(空气),往瓶内倒入少量NaOH溶液; ②加热平勺状玻璃棒约40秒,至发红; ③把热的平勺状玻璃棒一端插入盛在井穴板上的硫粉; ④迅速伸入空气瓶中观察硫在空气中燃烧,并塞紧瓶塞,学生作记录。(学生作 记录时,玻璃棒稍冷,然后,振荡瓶,二氧化硫充分与氢氧化钠反应,拨出双孔 塞及连带仪器。) ⑤重复上述①(换成盛氧气集气瓶)至③后,迅速伸入盛有氧气的集气瓶中,观 察现象并作记录。 ⑥振荡集气瓶,使NaOH溶液完全吸收二氧化硫。 六、装置改进的意义 1.教师在教学中树立爱护学生、自我保健和保护环境的意识。 在二氧化硫是一种无色、有刺激气味的气体。二氧化硫是一种有毒气体,患 有心脏病和呼吸道疾病的人对这种气体最为敏感, 就是正常人在二氧化硫浓度过 高的地方呆得太久也会生病。 空气中二氧化硫的浓度只有 1ppm 时,我们就会 感到胸部有一种被压迫的不适感;当浓度达到 8ppm 时,人就会感到呼吸困难; 当浓度达到 10ppm 时,咽喉纤毛就会排出粘液。二氧化硫的危害还在于它常常 跟大气中的飘尘结合在一起,进入人和其它动物的肺部,或在高空中与水蒸气结

合成酸性降水,对人和其它动植物造成危害。中国政府规定大气中二氧化硫的允 许含量为 0.15mg/m3。 笔者教化学已二十几年,每学年做此演示实验后都发生流泪、畏光、咳嗽, 咽、喉灼痛等,以致头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气 管炎、嗅觉及味觉减退,健康受到危害已转化成了职业病。近几年,我市中学化 学教师和实验员先后有五人因职业病而早逝。 学生观察完此演示实验后,个别学生发生流泪、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛、 头痛等症。 健康和长寿是人类梦寐以求的永恒主题, 预防环境的日益严重污染给人类带 来的危害。既使学生准确地观察到每一变化过程中发生的现象,又避免了二氧化 硫毒害师生的身体,从保护健康讲,意义非凡。 2.努力改进教材中实验设计的不足,以人为本,使实验设计更趋科学化、 人性化。 教材中实验的不足: (1)实验设计只从传授科学知识考虑,集气瓶底 应用少量NaOH溶液充分吸收生成的二氧化硫,减少污染。 (2)浪费药品。 (3)不能全面认识硫在空气和氧气中生成的物质的多少、快 慢、剧烈程度及产生现象的原因。 (4)化学反应的放热现象让学生感觉现象, 无从观察考查启发思考产生现象的原因。 实验改进后的优点: (1)利用将玻璃棒制成平勺状小匙,用药少、易点燃、 现象明显,对比实验,加深学生对硫在空气或氧气中燃烧的异同。 (2)对硫在 空气或氧气中燃烧的生成物进行了封闭式实验, 减少实验过程中二氧化硫对师生 健康的毒害,增强爱护学生、自我保护,树立环保意识。 (3)改进后的装置, 科学人性化的设计,全面合理,操作方便,节药环保,不仅对比实验明显,又为 后续教学内容打下铺垫。 3.教师勇于实践、善于探索、敢于创新。 通过改进,改变了课堂实验现象不明显,最大限度地避免了毒害师生健康, 创设了实验在密闭空间进行,污染小,节约了药品,成为绿色化微型实验。改进 的实验从教师演示实验,现象明显,且在打开门窗,教室内的刺激味几乎没有, 实验简易且效果很好。实验评价和实验改进,是新课程标准的目标要求,是素质 教育的具体体现,也是考查的新热点和新题型。是一个节约、环保、减小污染的 科学的实验改进和创新,同时,通过对比实验,培养了学生观察、分析、启发、 思考问题、实验创新的能力和环保意识。


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