1、高 中 化 学 实验 中 水 的 妙用 管 窥 张守勋 高 流 中学 摘 要： 水作为生命之源, 不仅在人类生活、 生产中应用广泛, 在高中化学实验教学中同 样离不开水。 实验教学是高中化学课程教学的关键构成部分, 是对理论知识的验 证, 学生可借助实验更好的理解化学现象和探究理论知识。 而在很多化学实验中 都要用到水, 对此本文通过对高中化学实验中水的妙用进行着重管窥, 并提出 一些个人看法仅供众多 同行参考。 关键词 ： 高中化学实验; 水的妙用; 在高中教育阶段, 化学是一门以实验为基础的学科, 在实验中水的应用可谓是 异常广泛, 特别是在化学反应中离不开水, 而且水在不同的化学实验中的
2、作用 也不同。 在高中化学实验中水一般当作溶剂使用, 利用水配置出各种溶液, 以及 清洗仪器。 不过水的应用不仅仅局限于此, 要结合水的特性巧妙运用到化学实验 的多个方面, 以此改善实验教学质量和效率。 一、水浴和水 封 在高中化学课程教学中, 不少实验的反应条件都离不开水浴加热, 像水解纤维 多糖、 制备酚醛树脂时要用到 100的沸水洗浴, 沸水洗浴即为当水的温度升至 最高 100 进行洗浴。当水的温度不到 100 时的某个温度段恒定是称之为温水 洗浴, 在制备硝基苯时水的温度应当恒定在 50 至 60之间;水解乙酸乙酯与蔗 糖时要用到70 至 80 的温水洗浴;测定硝酸钾的溶解度时需在 1
3、00 摄氏度的环 境下进行。 同时, 水封在高中化学实验教学中也十分常用, 主要用于药品的保存, 以免药品与空气接触或挥发。 在高中化学实验室中, 不少药品与药剂的化学性 质 与物理性质比较特殊, 它们的保存方式同样特殊, 其中有的药品与药剂在存放 时应当使用水的水封特性。 诸如, 液溴具有强烈的腐蚀性、 挥发性和剧毒, 是高 中化学实验中存放较为困难的一种药剂, 在常温下假如不经过特殊处理, 液溴 将会挥发出十分刺激、 强烈的烟雾, 严重污染环境与危害师生的身体健康。 而利 用水进行水封可以解决问题, 因为液溴的密度比水大, 在水中的溶解度比较小, 能够有效减少挥发, 从而避免有害物质的挥发
4、与产生, 为学生带来健康安全的 实验环境。又如, 在存放白磷时, 由于白磷的燃点极低 30时就会燃烧, 不过 不溶于水, 可以将少量白磷放置在广口瓶中用冷水保存, 借助水的覆盖使其温度不超过燃点, 并与空气隔绝, 从而避免白磷挥发或自燃, 有效降低物质的损 失, 以及安全隐患的发生。 二、水洗和水集 在高中化学实验教学中水洗较为常见, 主要作用有以下三个, 其一, 用水清洗 实验仪器和装置。其二, 通过水洗的方法祛除一些难溶于水气体中的易溶杂质, 像一氧化氮气体中的二氧化氮杂质, 原因是二氧化氮可以与水发生化学反应生 成硝酸和一氧化氮, 而一氧化氮则不溶于水。 其三, 用水洗涤沉淀, 例如,
5、在常 见的 “过滤 ”实验操作中, 针对各种过滤器与容器中的沉淀物需要洗涤, 在洗 涤时可使用蒸馏水来进行。具体方法是:在过滤器与容器中倒入适量的蒸馏水, 直至蒸馏水将沉淀完全淹没, 适当晃动清洗, 如此反复操作几次即可清除沉淀。 同时, 在高中化学实验教学中, 可利用水集的方法制取和存放一些不溶于水的 气体。 水集就是排水集气法的简称, 在初中阶段学生就学习过用排水集气法制取 氢气, 高中化学实验涉及到的气体除氢气之外, 还有一氧化氯、 二氧化硫、 甲醛 和氧气等。 某些气体在水中具有一定的溶解度, 或多或少都会溶解一部分, 不过 可以在水中加入部分物质用 以降低这些气体的溶解度。 像在用排
6、饱与食盐水法制 取和收集氯气时, 可将氯气收集到食盐水中, 原因是氯气虽然溶于水, 但是在 饱和的食盐水中溶剂度极低, 几乎可忽略不计, 再将排水法升级利用饱和食盐 水制取氯气。 这样可以将氯气和水完全隔离, 避免在水中溶解, 从而解决氯气溶 于水的难题, 而且制取过程更加安全, 制出的氯气也更加纯净。 三、鉴别和水冷 在高中化学实验教学实践中, 可以将水巧妙用来鉴别化学物质, 针对化学物质 在水中的密度或溶解度的不同进行鉴别。 像溴乙烷、 乙醇、 苯三瓶没有标签的无 色液体, 可以用水来鉴别。 由于溴乙烷的密度比水大, 沉于水底的即为溴乙烷; 极易溶于水的是乙醇;苯的密度比水小, 所以漂浮在
7、水面上的则为苯。同时, 可 结合化学物质的溶解性和溶解过程中的热量变化进行鉴别。 比如, 使用水可鉴别 碳酸钙、 氯化钠、 硝酸铵 和氢氧化钠这四种物质, 其中氢氧化钠溶于水时会放热, 水温升高;硝酸铵溶于水时需吸热, 水温降低;氯化钠溶于水时对温度无影响;碳 酸钙则不溶于水。 或者依据物质溶于水之后的溶液颜色进行鉴别与判断, 像石蕊 试剂的颜色为紫色; 高锰酸钾是紫红色;氯化铁和硫酸铁是溶液呈现出黄色;氯化 铜、 硫酸铜则为蓝色溶液。 另外, 在高中化学实验中水可以当作冷却剂使用, 冷 凝管中通过气体可以用水吸热, 以此降低温度将气体凝结。 在分馏、 蒸馏, 以及 有物质挥发与长时间加热的化
8、学实验中, 挥发物和馏出物应当冷却, 这就需要 在冷凝管中注入水, 通过水的流动来冷却。 比如, 在利用蒸馏乙醇制取无水乙醇 时, 应增设无水氯化钙的干燥管, 将水当作干燥剂使用, 以此确保实验在无水 条件下进行, 以免因水分进入到实验装置中出现实验误差或污染试剂。 四、总结 在高中化学实验教学活动中, 水可谓是无处不在、 无处不用, 教师可充分结合水 的化学性质和物理性 质, 将水巧妙运用到化学实验中, 借此优化实验教学环境, 引领学生更好的学习和理解实验, 使其意识到水的作用和价值, 进而帮助他们 养成良好的化学素养和严谨的科学态度, 最终提高整体学习效果和质量。 参考文献 1 杨喜辉.浅谈高中化 学实验教学改革的具体措施J.课程教育研究, 2016 (27) :40-41 2 仲国新.新课改背景 下提升高中化学实验教学水平J.中学生数理化 (教与 学) , 2016 (03) :10 3 曾春森.新课改背景 下的高中化学教育教学反思J.新课程学习 (上) , 2014 (01) :95
