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对“分子不断运动”实验的一点小研究
来自  本站    添加时间:2014/4/29 0:00:00

 

 

学校:广州市聚德中学   

作者:梁颖妍   陈嘉雯

班级:初三(7)班

指导老师:梁凤结

 

在初三的化学学习中,发现很多知识都是通过实验来证明的,化学是一门以实验为基础的学科,实验中的有趣,让我们在不知不觉中学会了很多知识,然而,在上学期的学习中,有一个实验印象很深,就是人教版九年级化学上册第三单元课题 2[1] “ 分子和原子” 的[活动与探究] :“ A、 B 烧杯中的溶液发生变化吗? ” 这个实验的目的是验证分子 “ 总是在不断运动着” 这一性质。如图1所示。这个实验装置简单, 易操作, 现象明显。但是在实验过程中,带有刺激性气味的氨气极易挥发, 稍有不慎易造成室内空气污染, 影响老师和同学的身体健康, 同学也因顾着捂鼻子而在上课时分心了,那种刺激性的气味很难闻。课后,我们在想,要证明分子不断运动的方法应该有很多种,易挥发的气体应该也有很多种,如果能找到新的物质代替浓氨水,那不是很好吗?

通过了上网查阅资料和咨询老师,我们做了以下的几种小探究。

 

一.实验探究过程

原实验:

1.实验仪器与药品

大烧杯一个,小烧杯三个,浓氨水,酚酞溶液

2.操作步骤:

如图所示:先往A烧杯加入少量的蒸馏水,滴入两滴无色酚酞溶液,振荡均匀后,平均倒入B烧杯中,然后往C烧杯倒入适量的浓氨水,将C,A两个烧杯同时罩在大烧杯内,观察现象。

3.实验预期现象:

A溶液变红色,B溶液不变色

 

实验前                         实验5分钟后

 

探究一:用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊溶液

在学习二氧化碳的性质实验中,知道了醋酸能使紫色石蕊变红色,而通过资料中可知,醋酸也是一种易挥发的酸,所以我们进行了以下的实验:

1.实验仪器与药品

大烧杯一个,小烧杯三个,浓醋酸,紫色石蕊溶液

2.操作步骤:

如图所示:先往A烧杯加入少量的蒸馏水,滴入两滴紫色石蕊溶液,振荡均匀后,平均倒入B烧杯中,然后往C烧杯倒入适量的醋酸,将C,A两个烧杯同时罩在大烧杯内,观察现象。

3.实验预期现象:

A溶液紫色变红色,B溶液紫色不变色

实验5分钟后

探究二:用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊小花

在研究二氧化碳的性质时,我们采用的是紫色石蕊小花作为指示剂,效果很明显,所以我们也进行了以下的实验:

1.实验仪器与药品

大烧杯一个,小烧杯一个,两朵紫色石蕊小花,浓醋酸。

 

A

B

2.操作步骤:

 

如图所示:把小花分别放在大烧杯的两侧,其中一朵小花与一杯醋酸同罩在一个大烧杯里面,观察现象。

3.实验预期现象:

A小花变红色,B小花不变色。

实验30秒后

探究三:用醋酸代替浓氨水,指示剂用滴有酚酞的氢氧化钠溶液

1.实验仪器与药品

大烧杯一个,小烧杯三个,浓醋酸,酚酞溶液,氢氧化钠溶液

2.操作步骤:

如图所示:先往A烧杯加入少量的蒸馏水,滴入两滴酚酞溶液,再滴入几滴氢氧化钠溶液,振荡均匀后,平均倒入B烧杯中,然后往C烧杯倒入适量的浓醋酸,将C,A两个烧杯同时罩在大烧杯内,观察现象。

3. 实验预期现象:

A溶液红色变浅,B溶液红色不变

 

 

实验前                           实验5分钟后

 

探究四:用无水硫酸铜代替浓氨水

1. 实验仪器与药品

250 mL集气瓶、 燃烧匙、 橡胶塞、 约 90℃的热水、 无水硫酸铜。

2. 操作步骤

如图 4 所示, 向 A集气瓶中注入约 1 /3 体积的热水, 再向 2 只燃烧匙中分别加入少量无水硫酸铜粉末(燃烧匙预先插在橡胶塞上) , 伸入集气瓶中, 塞紧橡胶塞, 观察现象。

3. 实验预期现象:

A集气瓶中无水硫酸铜粉末变蓝色, B集气瓶中无水硫酸铜粉末无变化。

 

实验5分钟后                   实验5分钟后(取出观察)

(注意:当天的空气湿度比较大,所以把无水硫酸铜放在燃烧匙的短时间内已经有一小部分变浅蓝色,但是实验后在左边有热水的硫酸铜的硫酸铜的蓝色比右边的要深。)

 

二.实验现象与记录:

原实验:浓氨水,指示剂无色酚酞溶液

探究一:用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊溶液

探究二:用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊小花

探究三:用醋酸代替浓氨水,指示剂用滴有酚酞的氢氧化钠溶液

探究四:用无水硫酸铜代替浓氨水

 

在大烧杯外的指示试剂:在实验过程中,无明显变化

在大烧杯内的指示试剂:在实验过程中的现象变化如下表:

 

原实验

探究一

探究二

探究三

探究四

30秒

无明显现象

无明显现象

紫色小花开始变红

无明显现象

无明显现象

60秒

无明显现象

无明显现象

紫色小花全部变红

无明显现象

无明显现象

120秒

溶液最上层开始变粉红

无明显现象

紫色小花全部变红

无明显现象

硫酸铜开始变蓝

180秒

溶液最上层开始变红

无明显现象

紫色小花全部变红

无明显现象

硫酸铜开始变蓝

300秒

溶液最上层变红

无明显现象

紫色小花全部变红

无明显现象

硫酸铜变蓝

 

(注意:由于实验时的天气温度很低,只有12℃,所以测得的时间都比较长,但是几个探究实验均在同一时间段下进行的,所以造成的误差可以相抵消。)

 

三.实验分析与总结:

对进行的几种探究方案进行比较

原实验:浓氨水,指示剂无色酚酞溶液

探究一:用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊溶液

探究二:用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊小花

探究三:用醋酸代替浓氨水,指示剂用滴有酚酞的氢氧化钠溶液

探究四:用无水硫酸铜代替浓氨水

 

 

 

 

原实验

探究一

探究二

探究三

探究四

实验仪器的准备

简单,快速,简便

简单,快速,简便

要提前准备好紫色石蕊小花

简单,快速,简便

课堂前要准备热水。

实验操作

倒氨水时和实验后对氨水的处理时,易吸入对人体有害的氨气。

紫色石蕊溶液的浓度要控制恰当,太浓则不易变色,太稀则不易观察到变色。

操作简易

氢氧化钠的浓度要控制得比较好,太浓则长时间也看不到红色变浅。

热水温度如果不够高,效果不好。往燃烧匙加药品时动作要迅速,否则无水硫酸铜易吸水而变色。

实验的时间

较快

最长

所用的时间最短

最长

较慢

实验的效果

比较明显

不明显

实验效果最明显

不明显

比较明显

对人体的健康危害性

氨气分子对人体的呼吸道有害。

不会对人体造成不适。

不会对人体造成不适。

不会对人体造成不适。

药品无挥发性,不会对人体造成不适。

 

综上分析,得出:

对“分子不断运动”的实验进行改进,发现在“分子不断运动”的实验中,用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊小花的实验效果更好,实验所用的课堂时间最短且不会产生对人体有害的刺激性气味的氨气。如果在空气湿度比较低时,采用探究四的方法的实验效果也比较好且药品无挥发性,不会对人体造成不适。如果综合考虑实验的准备和课堂的时效性,则原实验的方案比较好。

 

四.参考文献:

[1]人民教育出版社编  义务教育课程标准实验教科书  化学九年级上册  

 

 

附:学生感想

梁颖妍:

这次的实验让我有很大的收获,通过这次实验我真正地明白到探索新知识的乐趣,体会到了原来亲身做实验去弄明白一些自己想知道的知识是如此快乐的一件事,也有了在课本上得不到的体验。

而在实验过程中也得到了一些宝贵的经验,比如要在实验之前在脑海中有一个大略的流程图,做好充分的准备,以避免在实验时发生意外不会处理而手忙脚乱影响到实验。还有要在实验中多注意细节,就像在探究“用醋酸代替浓氨水,指示剂用紫色石蕊小花”的实验效果过程中,倒醋酸时要注意把紫色石蕊小花放远一些,避免它开始与醋酸反应,又要注意石蕊小花在实验前是否与空气中的二氧化碳反应了;在进行用“无水硫酸铜代替浓氨水”的探究时,往集气瓶倒进热水后水蒸气会附在集气瓶壁上妨碍观察,因此我们倒进热水后要先用纸擦干瓶壁上的水再把燃烧匙伸进集气瓶内方便观察;实验过程中我发现到实际的操作往往比想象中要困难得多,有时就算操作正确,但也看不到理想中的现象,要反复实验证实其可信度等等。

有了这次实验的经验,我相信以后在做实验时会比别人更出色、更熟练。

 

陈嘉雯:

在老师上“分子不断运动”的那一课时,因为在之前就已经接触过氨水,特别害怕那种攻鼻子的味道,所以课堂上老师在给同学们做实验时,我就没有很认真地看,只顾着捂住鼻子,不想闻到那些气味,因此没有亲眼观察到两个烧杯的现象。

这次的实验让我对“分子不断运动”的结论有了形象的理解,加深了印象;也让我知道了控制变量法在试验中的必要性,如果不运用控制变量法,那实验就毫无无准确性可言。

在实验中我也懂得了影响结论的因素有很多,例如温度,温度的不同会使影响实验现象的明显程度。

这次的实验进一步增加了我对化学学习的兴趣与自信心,使我的动手能力增强,体会到化学是以实验为基础的学科,也让我知道了实验的结论必须依据真实的实验情况而得来,像是我们的探究三,我们在实验前的猜想中罩在大烧杯里的A烧杯溶液红色是会变浅的,但在实验中没有明显的现象,因此我们在论文里会如实反映;实验过程中我们还学会要在实验前必须了解实验流程,灵活运用化学知识,否则会一团乱。还有在实验前也要通过设计方案,了解药品的用量并准备充足。提高了动手能力,得到了许多书上无法取得的经验。