作者：贺茂林
教学仪器与实验 2004年08期
高一化学教材《碱金属》一章，就实验方面而言，我觉得现行新教材与旧教材相比，具有以下几处明显的优势：
①每个实验均附有实验装置图或实验过程示意图，更有利于教材的施教和学生的学习，在抽象文字叙述的基础上增加简明具体清晰的示意图，也有利于培养学生的自学能力和兴趣。
②增加了Na[，2]O[，2]与水反应所产生的热和氧气能引燃脱脂棉的演示实验，增强了化学实验的趣味性，也加深了对Na[，2]O[，2]与H[，2]O反应的认识和强氧化剂与可燃有机物混合易燃烧爆炸的认识，有利于学生的安全教育。增加了Na[，2]CO[，3]、NaHCO[，3]与稀盐酸反应的学生实验，能加深学生对Na[，2]CO[，3]、NaHCO[，3]与酸反应剧烈程度的感性认识和进一步理解实验室法制CO[，2]要用大理石与稀盐酸反应的原因。
③改进了两个演示实验。一是钠与水反应并收集氢气的演示实验，增大了演示实验的可视性和连续性。二是Na[，2]CO[，3]、NaHCO[，3]分别与盐酸反应的演示实验，使用扩口试管套小气球，增强了实验操作的连续性、可比性和趣味性。
④减少了从草木灰中提取钾盐的学生实验内容，更突出了本节学生实验的主题和重点。
在使用这套新教材的过程中，就《碱金属》这一章的实验而言，我个人觉得仍有些实验需作一些改进。
①钠与水的反应用烧杯加盖玻璃片进行实验。我觉得有三点不妥：一是若玻璃片完全覆盖烧杯口，则会因钠与水剧烈反应产生的热和氢气无法及时排出而掀开玻璃片甚至爆炸；二是若玻璃片只是四角托在烧杯口上，产生的氢气和热虽能及时排出，但仍有少数液滴溅出伤人；三是麻烦，易损坏烧杯，学生在放入钠之后，还要恐惧、紧张地把玻璃片放到烧杯口上，玻璃片有可能掉入烧杯中砸破烧杯底部。若改用锥形瓶代替烧杯，既省去了盖玻璃片的繁锁，实验又更安全。操作如下：取用150mL的锥形瓶，首先加入50mL左右的水，并滴入2～3滴酚酞，用镊子把吸干煤油的钠放入锥形瓶中。可安全地看到：钠熔成明亮的小球（说明钠的熔点较低），绕内壁快速游动，并逐渐变小以至消失，游过处的液面留下红色踪迹的一系列现象。锥形瓶因其内下部有较大的缓冲容积和其内径逐渐向上收缩到瓶口（内径有3厘米大）的特点，既可让产生的气体能及时快速地逸出，又可保证溶液无法溅出，从而在不影响实验效果的基础上，增强了实验的安全性，简化了操作。
②钠与水反应并收集氢气的学生实验，按教材第171页的做法，因学生较难把握好刺孔铝箔包裹钠的松紧程度，太松了，产生的氢气四逸，几乎收集不到氢气；太紧了，反应产生的氢气和热不能及时逸出，引起爆炸。另外，把手指伸到溶液中捂住试管口取出试管，产生的NaOH或多或少地会对学生的手有腐蚀。这些会引起学生的恐惧、紧张，教师的尴尬。若改为：在500mL大烧杯中倒入100mL左右的水，用镊子把吸干煤油的绿豆粒大小的钠放入烧杯中，立即把套有15[#]试管的90mm的漏斗倒置于金属钠的上方，待反应完成后，小心地取出试管，试管口朝下，移到火焰上方，可听到爆鸣声或在试管口处看到微略的淡蓝色火焰逐渐移到试管内。经过如此改进，减少了学生的恐惧、紧张和教师的尴尬场面，实验的安全性、成功率几乎为100％。
③钠燃烧的学生实验。按教材第172页的操作，使用玻璃管，无法看到钠熔成明亮小球、安静燃烧（因空气不充足）的现象，同时玻璃管破损严重，后面进行产物Na[，2]O[，2]与H[，2]O反应实验滴入2滴水太少，反应缓慢，产生的O[，2]法使带火星木条复燃。燃烧实验改在蒸发皿中进行，虽然加热时间稍长，但只要钠粒稍大（黄豆粒大），就可看到：钠首先熔成明亮小球，随即着火安静地燃烧，发出黄色火焰，最后生成浅黄色固体的理想现象。开始着火随即停止加热，蒸发皿破损小。后面进行产物Na[，2]O[，2]与H[，2]O反应的实验改为一次加入1滴管水，可看到快速产生的气体能使火星木条复燃的现象（当然在加水之前要先让木条带火星）。
④NaHCO[，3]、Na[，2]CO[，3]受热分解实验。按新教材第33页[实验2-8]的要求，药品要占试管容积的1/6，若使用20[#]的试管，也需要8至9克药品，而事实上，只需1至2克就可满足实验要求。此为其一不妥：既浪费了药品，又人为地延长了实验时间，也违反固体药品一般只需斜铺满试管底部的操作规则。同时这个实验方案还可改进为如图1所示的装置进行实验。加热后可看到：A试管内的澄清石灰水很快地变浑浊，B管的澄清石灰水无变化的现象。较易得出Na[，2]CO[，3]对热稳定，NaHCO[，3]对热不稳定的结论。该方案具有对比性强、实验时间短的突出优点。新教材第172页的图示检验产生的CO[，2]盛澄清石灰水的容器为烧杯，我觉此为其二不妥。哪怕就是用50mL的小烧杯，也至少要装20mL至30mL的澄清石灰水。若这样的话，只能看到澄清石灰水缓慢地变浑浊、且浑浊不很明显的现象。而用15[#]试管（学生用）或20[#]试管（教师演示用）盛占试管容积的1/4至1/3的澄清石灰水，可很快地看到澄清石灰水变浑浊、继续通入浑浊消失的现象。这样，学生不仅能够看到NaHCO[，3]受热易分解的实验现象，而且还看到了产生的足量的CO[，2]与一定量澄清石灰水反应过程的全部现象。进而明白：因反应物间数量比例关系不同，相同的反应物可能出现不一样的化学反应的事实和规律。
图1 Na[，2]CO[，3]和NaHCO[，3]热稳定性对比实验A、B内为澄清石灰水
⑤NaHCO[，3]、Na[，2]CO[，3]与酸反应的学生实验未说明操作的关键处和缺乏操作过程示意图，学生难以成功地进行实验。我认为：利用两支20[#]具支试管作反应器，支管依次套好乳胶管和玻璃导管。向两支具支试管中分别加入1/3至1/2药匙（小号）的Na[，2]CO[，3]、NaHCO[，3]后，放入试管架的两个插孔中，把连接支管的导管分别插入装有占试管容积的1/4至1/3的澄清石灰水的20[#]试管中（这两支试管也放入试管架的另外两个插孔中），备好两个2[#]胶塞，一只手分别快速地向两支具支试管中倒入2至3mL2mol/L的稀盐酸，另一只手随即塞好胶塞（若为两人一组，可合作完成）。可看到：NaHCO[，3]与稀盐酸反应较Na[，2]CO[，3]剧烈，产生气泡快又多，产生的气体也更快地使澄清石灰水先变浑浊后又澄清的现象。成功率高，但必须注意控制药品用量，不宜过多，以免产生的CO[，2]气泡连同盐酸冲开胶塞、或通过支管流入石灰水中，导致实验失败。对这个实验，教材若能按上述要求配好实验操作过程示意图及稍加详细的交待，学生实验的成功率会大大提高。
⑥焰色反应。①用铂丝蘸取溶液比蘸取固体粉末容易，故应改用其较浓的溶液。②Na[+]的焰色反应可引导学生注意观察钠在蒸发皿中加热着火燃烧的火焰情况，效果更佳。③K[+]的焰色反应不很明显，或增加Ba[2+]（BaCl[，2]溶液）、Cu[2+]（CuCl[，2]溶液）、Ca[2+]（CaCl[，2]溶液）等焰色反应明显的离子的焰色反应，以激起学生对焰色反应实验的兴趣。
通过以上的实验改进，可以使实验更安全、现象更明显，或可以缩短实验时间，或增强实验的对比性、连续性、趣味性。总之，既强化了实验教学效果，又可以通过教师自身大胆的实验创新的实际行动，来培养和激发学生的实验创新意识和精神。
作者介绍：作者单位：湖南衡阳县第一中学，421200