利用手持技术的化学能与热能转化实验设计

关沙妹　衷明华

【摘 要】 手持技术是实验改革和发展的有效手段，将手持技术与理科教材中的实验结合起来，将手持技术与学生实验结合起来，是发挥手持技术在教学中运用的重点。本文通过手持技术对化学能与热能的三个教材实验进行了改进，改进后的实验弥补了传统实验的不足，数据丰富，图表直观明晰，可见度大，对比性强，可触动学生的探究欲望。符合中学化学实验的要求，为化学能与热能实验的教学提供一种新的方法，提高教学质量。

【关键词】 手持技术；化学能与热能；盐酸与铝；氢氧化钡与氯化铵；盐酸与氢氧化钠

【中图分类号】G643.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）18-0-01

本文选取人教版高中化学《必修2》第二章第一节“化学能与热能”三个教材实验为对象，通过实验发现，若教学中这三个实验仅教师做演示，学生对其热能变化感受性不大。而将手持技术这种新兴技术融入到教学中，在一定程度上可以弥补这个缺陷。

1 常规实验的缺陷

实验2-1盐酸与铝条反应、实验2-3盐酸与氢氧化钠反应，用温度计测量反应温度，由于温度计的红线比较细，即使坐在前排的学生也难以观察清楚温度的变化，实验的可见度不大，且温度计灵敏度不高，不能及时显示反应温度。

实验2-2氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应实验演示时，通过烧杯底部玻璃片上的水冻结，水冻结这一现象在班上演示可见性较差，且并非所有同学都有机会触摸烧杯，学生对该反应吸收大量热感受不强；同时，药品用量过大，混合及搅拌时氨味很浓，污染大，不利于安排学生做分组实验。

2 实验过程

2.1实验用品

仪器：多功能手持分析仪、温度传感器、带配套软件的电脑、试管、试管架、烧杯、玻璃棒、研钵、玻璃片、100ml烧杯、50ml烧杯、量筒。

药品：6mol/L盐酸、打磨光滑的铝条、氢氧化钡晶体、氯化铵晶体、2mol/L盐酸、2mol/L氢氧化钠。

2.2实验步骤

（1）实验2-1盐酸与铝条反应

组装实验装置，将多功能手持分析仪、温度传感器和带配套软件的电脑连接好（如图1）。在一支试管中加入2～3mL6mol/L的盐酸。将温度传感器探头插入试管液面以下，点开实验收集数据。再插入事先用砂纸打磨光滑的铝条，将试管插在试管架上。

（2）实验2-2氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应

如图1组装好手持分析仪，将约20gBa（OH）2·8H2O晶体在研钵中研细后与约10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上，将温度传感器探头插入晶体以下，点开分析仪，采集实验数据，用玻璃棒快速搅拌。

（3）实验2-3盐酸与氢氧化钠反应

如图1组装好手持分析仪，将50ml烧杯置于放有碎泡沫的100ml烧杯中，往小烧杯中加入20ml2mol/L盐酸，将温度传感器探头插入液面以下，点开分析仪，采集实验数据，向烧杯加入20ml2mol/L氢氧化钠，边加边搅拌。

2.3实验现象及解释

3 改进后实验的优点

手持技术是一种高科技的、现代化的方法，将其运用于化学能与热能课堂教学，具有直观、实时、准确等特点，能使实验更加现代化。通过新高科技仪器的使用，还能增加实验的新颖性、趣味性，激发学生的兴趣，活跃学生的思维。改进后的实验将实验过程中每个时刻的温度变化直观地呈现在学生面前，数据丰富，图表直观明晰，便于学生观察分析，体验感强，可触动学生的探究欲望。手持技术测温较温度计灵敏、准确，能定量反应产生的热量，让学生对能量守恒有进一步的了解。

参考文献：

[1]朱鹏飞，马宏佳，杜静.一种有效的实验研究模式——利用传感技术对吸热反应热效应的实验研究[J].化学教育.2009，30（12）：62-64.