化学对比实验仪在初中化学实验中的应用

谢强

正安县谢坝民族中学 贵州省遵义市 563404

摘要：在化学学科教学中，对比实验能形成鲜明、直观的效果，提高初中生学习化学中的对比意识，探究能力，操作能力，提高学生学习化学的兴趣，逐步对物质变化由定性研究向定量研究过渡，为今后学习气体体积打下良好的基础。

关键词：化学对比实验仪 初中化学 应用 对比

初中化学是一门实践性很强的学科，不管是教师的教，还是学生的学，都离不开对比实验，在初中化学教学中，笔者通过多年的教学经验，自制一套化学对比实验仪进行初中化学多种对比实验，教具简单，操作实用，现介绍如下：

一、化学对比实验仪制作材料

水电解器1个、橡皮塞

2个、30ml-50ml注射器

2支、乳胶管2根、固定支架

1个（酸碱滴定夹代替）、试

管（15mm—20mm 150mm—

200mm）2支

化学对比实验仪组成图

二、化学对比实验仪制作过程

在水电解器上套入固定支架（用酸碱滴定夹代替），在两个橡皮塞上打孔插入直角玻璃导管，各插入一支注射器，乳胶管与水电解器上的玻璃管的尖端、橡皮塞上的玻璃导管连接，将两个橡皮塞分别插入试管固定在支架上。

三、化学对比实验仪使用方法

1.在水电解器中加入水或饱和NaHCO3溶液（CO2难溶于饱和NaHCO3溶液），再滴入几滴红墨水。

2.检查装置的气密性：推动或拉动注射器活塞，盛红墨水的两支试管中的液面出现体积差，一会体积差不再变化，说明化学对比实验仪气密性良好。

四、化学对比实验仪的应用

1.探究H2O2分解速率的快慢的对比实验

（1）在化学对比实验仪中加入红墨水，在两支试管和注射器中分别加入表一中的物质进行实验，观察产生氧气的快慢：

试管中加入的催化剂	注射器中加入的物质	产生气体的快慢
0.1克二氧化锰	4ml 10%过氧化氢溶液	快
0.1克氧化铜	4ml 10%过氧化氢溶液	慢
0.1克硫酸铜	4ml 10%过氧化氢溶液	慢
0.1克氧化铁	4ml 10%过氧化氢溶液	慢
0.1克氯化铁	4ml 10%过氧化氢溶液	快
0.1克生土豆片	4ml 10%过氧化氢溶液	慢
0.1克硫酸铁	4ml 10%过氧化氢溶液	慢
探究结论：通过对比探究，初中化学制氧气时，MnO2和FeCl3对H2O2的催化效果较好。

表一 探究不同种类的催化剂对H2O2分解快慢的影响

（2）在化学对比实验仪中加入红墨水，在两支试管和注射器中分别加入表二中的物质进行实验，观察产生氧气的

试管中加入的催化剂	注射器中加入的物质	产生气体的快慢
0.1克二氧化锰	4ml 10%过氧化氢液	快
0.1克二氧化锰	4ml 5%过氧化氢溶液	慢
探究结论：通过对比探究，在相同条件下，H2O2溶液的浓度越大，产生氧气越快，一般在5%-10%较好。

表二 探究不同质量分数的H2O2溶液对分解快慢的影响

2.探究物质溶解吸热或放热的对比探究实验

在化学对比实验仪中加入10ml红墨水，在两支试管中分别加入相同质量的氢氧化钠和硝酸铵等物质，在两注射器中吸入相同质量的水，将两注射器中的水同时注入试管中，观察两玻璃管内液面的变化；

试管中加入的物质	注射器中加入的物质	玻璃管内液面变化
1克NaOH	20ml水	液面
1克NH4NO3	20ml水	液面上升
1克NaCl	20ml水	几乎无变化
1克Na2CO3	20ml水	液面下降，下降幅度不大
探究结论：通过对比探究，物质溶解有吸热、放热现象。

表三 探究不同物质溶解吸热、放热的实验

3.探究金属的活动性强弱

在化学对比实验仪中加入红墨水，在两试管中加入相同质量的不同金属，在两注射器中吸入相同质量、相同质量分数的盐酸（硫酸）溶液，将注射器中的盐酸（或硫酸）溶液同时注入试管中，反应结束后，观察两玻璃管内液面的变化；

试管中加入的物质	注射器中加入的物质	相同时间玻璃管内液面下降快慢
0.1锌	10克 10%稀盐酸溶液	第三
0.1镁	10克10%稀盐酸溶液	最快
0.1铝	10克10%稀盐酸溶液	第二
0.1铁	10克10%稀盐酸溶液	最慢
探究结论：通过对比探究，镁、铝、锌、铁的金属活动性：镁＞铝＞锌＞铁

表四 探究金属的活动性强弱

4.探究不同质量金属与足量酸反应产生气体量的比较

在化学对比实验仪中加入红墨水，在两试管中加入相同质量的金属，在注射器中吸入足量相同质量、相同质量分数的盐酸（或硫酸）溶液，将两注射器中的盐酸（或硫酸）溶液同时注入试管中，反应结束后，观察两玻璃管内液面的变化；

试管中加入的物质	注射器中加入的物质	玻璃管内液面下降
0.1锌	10ml20%稀盐酸溶液	34ml
0.1镁	10ml20%稀盐酸溶液	93ml
0.1铝	10ml20%稀盐酸溶液	124ml
0.1铁	10ml20%稀盐酸溶液	40ml
探究结论：通过探究，相同质量镁、铝、锌、铁、铜与足量的酸反应产生氢气的量铝最多。

表五 探究足量不同质量的金属与相同质量的酸反应产生气体的量

5. 探究足量不同质量的金属与相同质量的酸反应产生气体量的对比

在化学对比实验仪中加入红墨水，在两试管中加入足量的不同金属，在注射器中吸入相同质量、相同质量分数的盐酸（或硫酸）溶液，将两注射器中的盐酸（或硫酸）溶液同时注入试管中，反应结束后，观察两玻璃管内液面的变化；

试管中加入的物质	注射器中加入的物质	玻璃管内液面下降
0.1锌	10克 10%稀盐酸溶液	31ml
0.1镁	10克10%稀盐酸溶液	31ml
0.1铁	10克10%稀盐酸溶液	31ml
探究结论：通过对比，足量的镁、锌、铁与相同量的酸反应产生氢气的一样多。

表六 探究足量的金属与相同质量的酸反应产生气体的量的比较

6. 探究Na2CO3和NaHCO3与酸反应产生CO2的量对比

在化学对比实验仪中加入饱和碳酸氢钠溶液，再滴几滴红墨水，在两试管中分别加入0.1克的Na2CO3和NaHCO3固体，在两注射器中分别吸入4ml、相同质量分数的稀盐酸（或稀硫酸）溶液，将注射器中的稀盐酸（或稀硫酸）溶液同时注入试管中，观察两玻璃管内液面的变化；

试管中加入的物质	注射器中加入的物质	玻璃管内液面下降
0.1克碳酸钠	4ml 10%稀盐酸溶液	约下降20ml
0.1碳酸氢钠	4ml 10%稀盐酸溶液	约下降27ml
探究结论：通过对比探究，相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量稀酸反应，碳酸氢钠产生二氧化碳的量要多。

表七 探究Na2CO3和NaHCO3与酸反应产生CO2碳量的比较

7. 探究Na2CO3和NaHCO3稳定性

在化学对比实验仪的两试管中各加入0.1克的NaHCO3、Na2CO3固体，将两支试管固定在铁架台的铁夹上，调整高度，试管口略向下倾斜，同时用酒精灯外焰对试管底部均匀加热，观察化学对比实验仪的玻璃管内液面的变化

试管中加入的物质	玻璃管内液面下降
0.1克Na2CO3	几乎无下降
0.1克NaHCO3	约下降27ml
探究结论：Na2CO3稳定性比NaHCO3 强。

表八 探究Na2CO3和NaHCO3稳定性

对两试管的位置稍微改变还可完成加热固体产生气体的对比实验以及测量空气中氧气体积分数的实验。

五、化学对比实验仪的应用效果

1.九年级学生学习了定性和定量两个方面的知识，该实验仪揭示了有关反应的现象和本质。

2.运用该实验仪开展实验，可观察到明显的现象，具数字化结论，学生兴趣浓，结论具很强的说服力。

3.运用该实验仪演示两个实验在同一变量下进行对比，在不同的两种物质中找到了不同点和相同点，有利于培养学生观察能力，分析能力、探究能力、创新能力。

4.该实验仪组装简单，学生可自己组装，改演示实验为学生实验，可普遍提高学生化学实践操作能力。

5.该实验仪具普遍推广意义。

参考文献：

1.沪教版初中九年级化学上、下册义 务教育教科书

2.《教学仪器与实验》第二十三卷2007年第7期甘肃省宁县第一中学，马可龙 韩独石《气体体积测量器及应用》