湖北省宜昌市远安县第一高中(444200)王翼
1教材实验的弊端
人教版《化学(必修2)》在第3章第2节《来自石油和煤的两种基本化工原料》的科学探究中,介绍了“石蜡油分解实验”。原教材实验装置如图1所示,将浸透了石蜡油的石棉放置于硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加热,石蜡油蒸汽在炙热的碎瓷片表面发生反应,生成一定的气体,利用生成的气体进行其他实验。
在具体实验过程中笔者发现:按照教材的装置和药品进行实验,一是产生气体的时间过长,不利于新课教学的演示;二是产生的气体不连续且量不够多,对后续气体性质的验证实验有很大影响;三是石棉浸泡的石蜡油的量过多或过少,都会对气体的生成造成影响。以上种种问题,给教师的新课教学带来了很多的不便。
2实验改进
2.1改进一
在用如图1所示的装置做实验时,感到石蜡油变成蒸汽后,碎瓷片的温度不够高,导致石蜡蒸汽不能分解,于是改成如图2所示的装置——液-固加热型装置来做实验。先将碎瓷片加热一段时间,然后再将石蜡油逐滴滴到碎瓷片上。此时能产生一定量的分解气体,但是问题仍然存在:一是气体的量不够且不连续,二是试管在骤冷骤热下报废率特别高。改变碎瓷片的大小,问题依旧存在。
2.2改进二
考虑到实验成功率低、生成目标气体的速率小等问题,笔者尝试在实验室现有条件下使用其他物质代替碎瓷片做催化剂。在对比CuO、MnO2等催化剂后,发现MnO2对石蜡油分解的催化效果最好,采用如图3所示的装置,只要稍微加热MnO2,导管处立刻出现大量能使高锰酸钾酸性溶液褪色的气体。
3改进后实验的优点
3.1耗时短
石蜡油分解实验在新课教学中属于引入乙烯气体、验证乙烯气体性质的实验,如果耗时太长,将使整节课的紧凑性大打折扣。
3.2对装置的损伤较小
如果用原来的碎瓷片,将一堆碎瓷片加热至一定的温度,需要酒精灯长时间加热,试管很容易因为骤热骤冷而破损,特别是改进成如图2所示的装置后,损坏率更高。
3.3所需温度较低对石蜡油的浪费较少
如果按教材的装置和药品,在碎瓷片尚未加热至一定温度时,石蜡油已经开始蒸发为气体逸出,反而得不到石蜡油的分解气体,故实验失败率高。改成二氧化锰粉末做催化剂,粉末的受热面积大、二氧化锰的催化效果好,对石蜡油蒸汽的利用率更高。
收稿日期:2014-07-16