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在人教版2012新教材九年级化学教材上册第六单元,教材第111页中《用木炭还原氧化铜》实验是初中化学教学中一个比较重要的实验。根据自己在教学中的实际情况,有自己的一些新看法,同时借鉴教材基本实验实例,对该实验装置进行了改进。

实验6-2中,《用木炭还原氧化铜》的装置图如下:

一、实验改进的原因分析

1.《用木炭还原氧化铜》的实验中,木炭和氧化铜都是黑色粉末状固体。依据固体粉末在加热时,容易冲入导管而堵塞导管的原则,同时借鉴高锰酸钾固体粉末制取氧气时,在试管口放一团棉花的实例。我认为,在《用木炭还原氧化铜》的实验中,也应该在试管口放一团棉花。

2.《用木炭还原氧化铜》的实验结束时,为了防止液体倒吸,先撤出导气管,后熄灭酒精灯。但问题是,在撤出导气管的同时,外界空气就会逆流回灼热的试管内,使试管内刚生成的红色铜在高温下又被空气中的氧气氧化为黑色的氧化铜,这会影响实验的效果,实验设计不够严谨。借鉴用五氧化二磷测定空气中氧气含量的实验中,利用止水夹来控制倒吸现象的实例。我认为,在《用木炭还原氧化铜》的实验中,也可以利用止水夹对导气管进行封闭。

二、实验改进的方案设计

针对实验意外的分析和借鉴具体实例,对原实验装置改进的具体方法是:

1.在试管口放一小团棉花,以防粉末固体药品进入导气管而堵塞。

2.在玻璃导管间连接一段有弹性的橡皮管,在导管不再向石灰水中冒气泡时,用止水夹及时夹紧橡皮管同时移走酒精灯,这样既能避免液体倒吸,又能阻碍空气的进入,防止生成的铜再次被氧化。

3.将盛有澄清石灰水的试管换成小烧杯,不用夹持固定,验证操作更方便。

改进后的《用木炭还原氧化铜》的实验装置图如下:

三、实验改进后的优点

1.改进后的实验设计较科学、严谨,验证实验操作简单。

2.有效地防止了木炭和氧化铜粉末固体进入导气管而堵塞的现象发生。

3.利用止水夹及时封闭导气管,既防止了倒吸,又控制了产物中的铜被氧化,实验设计更严谨。

4.用小烧杯盛有澄清石灰水验证实验的发生,操作方便,实验现象依旧明显。

四、实验进一步完善的设想

1.如何使木炭与氧化铜粉末粘在试管内壁上,避免导管口堵塞的现象发生。

2.如何提高酒精灯火焰的温度问题,怎样能从灯芯上去着手,可使酒精灯能够不加网罩,又使火焰温度能够提高。

3.如何尝试把原实验中的氧化铜粉末改成表面覆盖有一层氧化铜的薄铜片进行实验。这样,理论上操作简便、实验现象明显。而且实验后的薄铜片可以循环使用,在很大的程度上也节约了药品。

 

    
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