1、溶解热演示实验装置探究 化学是一门以实验为基础的科学。化学教学是以实验为依据、以理论为先导的，化学实验教学既有利于激发学生的学习兴趣，也有利于学生形成概念，获得化学知识，同时，也有利于培养学生观察能力，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。教师的演示实验在化学教学过程中，具有举足轻重的意义1。 现有初中化学新教材中，一些演示实验在实际教学中存在着时间长、实验操作易失败、实验现象不明显等问题，从而影响了教学效果。因此，我们有必要对演示实验的操作过程和原理进行重新考虑。反思演示实验时，应对每个实验多打几个问号：该实验能否用其他实验原理、其他方法取而代之？可否更换部分实验器材，用其他的型号、种类？可
2、否用其他设计方案？实验的器材、过程、测量方法、数据处理等能否有其他方法？能否借用其他实验的经验？现有实验仪器，还有没有新的用途？或稍加改进能否扩大它的用途？用问题型思维来反思演示实验教学。 溶解时的吸热和放热现象这一课题选自义务教育课程标准2012版教科书（人民教育出版社）九年级化学第九单元“溶液”中课题1“溶液的形成”的第2课时内容。常用于此部分演示实验的试剂为溶解会大量放热的NaOH、溶解时有明显吸热的NH4NO3以及溶解时无明显热量变化的NaCl。本论文对比了文献报道的溶解过程中的热现象的演示实验装置2 3，总结出装置简单、可操作性强、易于观察的实验装置。 1.石蜡粘木块实验：（如图1所
3、示）向烧杯（底部用石蜡粘有一小木块）中注入半杯水，加入三匙NaOH 并不断搅拌。当拿起烧杯时烧杯底部黏着的木块掉下来了。 图1石蜡粘木块实验 分析：因为NaOH溶解放热，使石蜡融化，导致木块掉下来。但实际操作中，也可能石蜡融化了，但因为大气压力，木块并不掉下来。因此次演示实验有失败的风险。 2.学生直接感知温度的变化实验： 在三个盛水的烧杯中，分别加NaCl、NH4NO3、NaOH固体，用玻璃棒搅拌，然后用手触摸烧杯外壁来判断溶液温度的变化。 分析：学生能够从触觉上感知不同物质溶解时的热现象。但在演示时只能有部分同学能够触摸到烧杯感知温度变化。同时，要使水的温度发生显著变化，需要用的NH4NO
4、3和NaOH的量会比较多，易造成浪费。 3.学生直接观察热量变化引起的化学或物理现象：（图2） 图2 直接观察热量变化所引起的化学或物理现象 向如（1）所示的三支试管中加入少量水，然后分别加入NaCl、NH4NO3、NaOH固体，盖上玻璃片。若溶解过程放热，玻璃片下面会有水珠，若溶解过程吸热，水珠会在玻璃片上面凝结。如（2）所示，取一锥形瓶，加入少量细沙，然后加一小粒白磷，用一连有试管的单孔胶塞塞紧锥形瓶口，试管中加入少量水，然后向试管中加入NaOH，观察白磷是否燃烧。 分析：装置（1）所需设备简单，但要得到较好的效果，需要加入较大量的化学药品，而且对于无明显热量变化的溶解过程，观察不到明显的
5、变化。装置（2）结合白磷自燃的知识点，但只适用于放热的溶解过程，而且由于白磷的自然温度较低，此装置只适合在室温低于30的环境中进行。 4.直接对物质溶解时热量变化进行定量：（如图3所示）取三只烧杯，各注入100毫升水，用温度计测量水的温度。将等质量的NaCl、NH4NO3、NaOH分别加入上述三只烧杯中，用玻璃棒迅速搅拌，读出温度计的刻度并记录。计算溶解前后液体温度的变化。 分析：此演示实验学生能够通过温度计读数的变化对溶解热量变化进行定量。但温度计读数的变化，只有少数同学能直接观察到，一定程度上影响了演示实验的效果。另外，要使100毫升水的温度发生显著变化，需要用的NH4NO3和NaOH的量
6、会比较多，易造成浪费。 图3 直接对物质溶解时热量变化进行定量 5.联系物理学中，空气热胀冷缩的性能，设计实验装置： 将化学知识物质溶解时的温度变化与物理知识温度变化时气压相应变化联系起来，拟通过热量变化带来的气体体积变化，直接观察物质溶解过程中热量的变化。相关的实验装置如图4所示。 图4 通过气体体积变化设计的实验装置 分析：装置（1）需要用不同的气球和试管或者不断的拆、装气球，操作不是很方便；装置（2）所需设备简单，可以使用一个套有气球的试管，分别放到不同的溶液中，观察气球体积的变化，操作也方便可行；装置（3）所需要的设备相对较多，而且需要考虑到加入的水对集气瓶中气体压力的影响，若将滴液漏
7、斗换成恒压滴液漏斗，效果会更加；装置（4）所需设备简单，通过观察玻璃管中水位的变化，推断试管中物质溶解过程的热效应。使用较小的锥形瓶，并在锥形瓶中加红墨水或蓝墨水，将更易于观察现象；装置（5）在实际操作中，由于试管和导气管没有得到固定，需要双手扶持操作，不是很方便，且实验过程中，手的热量可能会对实验现象有影响；装置（6）是对装置（5）的进一步改进，解放了双手；装置（7）综合了装置（1）-（6）的特点，在右侧U形管中注入一定量的红墨水即可，所需设备简单，操作方便，现象明显，但还可以进一步的改进：改用三孔塞，多出的一孔，加一个阀门与空气相同，用以实验前平衡U形管两端的压力。 通过对比分析，可以看出，利用空气热胀冷缩的性质，合理设计实验装置，能够很好的反映物质溶解过程中热量的变化。且以图4中装置（4）和（7）的装置更简单、操作性强、更利于学生的观察。 【参考文献】 1反思演示实验提高科学课堂效率J.新课程中学，2012年5月8日，152-153 2溶解时的吸热或放热现象实验装置探究J.中学化学教学参考，2012（8）：50 3利用实验探究法的物质溶解时的吸热和放热现象的教学设计J.化学教与学，2012（5）：88-89第 5 页 共 5 页
