"木炭还原氧化铜"演示实验的改进

  【摘 要】 中学教材中少数实验做起来现象不明显或者由于多种原因根本就不成功,直接影响教学效果,笔者经过反复实验,多次改进,终于设计出了一套实验现象明显,耗时较短的实验方案,大大增加课堂容量。

  【关键词】 木炭;还原;氧化铜;改进

  【中图分类号】G63.21 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)22-0-01

  化学,是一们以实验为基础的自然科学。尤其是在化学教学过程中,实验作为一种重要的教学方法,始终贯穿其中。一堂课的成功与否,实验往往总是起决定性的作用。

  在初中化学教学过程中,绝大多数的演示实验做起来容易,现象明显。但少数实验做起来现象不明显或者由于多种原因根本就不成功,直接影响教学效果,其中“第六单元《碳和碳的化合物》课题1《金刚石、石墨和C60》”中,“木炭还原氧化铜”演示实验就是最典型的一个。

  按教材和教参上介绍的几种实验方法去做,要么现象不明显,要么消耗的时间太长,效果都不理想。于是笔者经过反复实验,多次改进,终于设计出了一套实验现象明显,耗时较短的实验方案:

  实验准备:

  制备氧化铜:将一定量的碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]放如蒸发皿中,用酒精灯加热使其分解,边加热边搅拌,直至完全分解。(大约需要4分钟时间)

  制备木炭粉:取普通的木炭烘干,放在研钵内研磨成炭粉即可。(最好用新制的杉树木烧制的木碳)

  实验过程:

  将新制的氧化铜和木炭粉按质量比8:1混合,在研钵内研磨混匀,再将均匀混合的药品平铺在试管底部,如图装好。

  先用酒精灯均匀加热试管,再集中加热有药品的地方,在加热过程中,不断改变加热部位,以免试管局部温度过高熔化。

  反应完毕,将止水夹移到橡皮管处夹住即可。

  实验装置图:

  实验现象:

  加热到一定程度,试管内混合物剧烈反应,持续红热(说明该反应是一个放热反应),黑色的混合物在红热过后变成红色,冷却后倒出试管内红色的固体,将看到有球状的亮红色的金属,同时看到烧杯内澄清的石灰水变浑浊。

  在上述实验中,在药品方面,使用新制的氧化铜是实验成功的关键,不能用实验室现成的氧化铜粉末,实验室现成的氧化铜颗粒较粗,加上放置的时间长了活性不高,加热时反应的速度很慢,即使加热了很长时间也无明显变化;其次,炭粉不能用活性炭粉,如用活性炭粉将使反应太剧烈放出的热使试管熔化。

  在装置方面,首先是把盛石灰水的试管换成烧杯,这样可防止产生的二氧化碳速度太快使石灰水溢出;另外,就是产生的二氧化碳多,试管内的石灰水少,多余的二氧化碳将变浑浊的石灰水又澄清[CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2]。其次,是在导管上设用一止水夹,一方面可防止烧杯内水倒流,而不必手忙脚乱地去将导气管移出水面,另一方面也可以防止外面的空气进入试管使还原出来的铜再次被氧化。再次,将酒精灯改成酒精喷灯,则是使反应的温度迅速升高,从而缩短实验所需的时间,大大增加课堂容量。

  参考文献

  [1]《义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册》

  [2]《化学九年级上册教师用书》


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