探究《火柴梗组成元素》的实验改进创新

摘 要：初中化学教材中的实验，大多数是专家经过千锤百炼，反复论证后编入课本中的，相当具有权威性，但也难免会有一些实验，从观察性、操作性、安全性等还有必要改进和创新。我们还是更多地应该关注如何用一些替代品来完成本来无条件完成的实验，使得操作简便安全省时，现象明显，让学生轻易正确得出结论，更容易激发学生的学习兴趣。

关键词：探究实验;火柴梗;组成元素

1 原文背景

黔东南九年级化学教材使用的是（北京仁爱版）。在教材中有一个请你尝试的实验：《火柴梗的加热 》通过观察试管中物质的变化让学生得出组成火柴梗的元素。实验现象有液体和黑色物质，学生就提出问题这个液体就是“水”吗？黑色固体就是“碳”吗？针对这些疑问，我们对实验及实验装置进行改进研究。通过查阅资料，初中證明水的存在可以用（无水硫酸铜），碳和氧气反应生成二氧化碳可以用（澄清石灰水）。

通过改进，可以通过具体的实验现象知道产生了哪些物质，学生通过分析这些物质可以推断出火柴梗中究竟有哪些元素，提高了探究实验的科学性和严谨的探究态度。科学探究一般过程包括提出问题，提出假设，设计探究实验，进行实验，解释结论，交流与应用。

提出问题：小木条、枯树叶、纸片这些常见的物质中含有哪些元素？老师说这些物质燃烧后有水和二氧化碳生成，怎么证明啊？

提出假设：小木条、枯树叶、纸片这些常见的物质中含有碳、氢、氧元素。

设计探究实验：

查资料，水是由氢和氧组成的。二氧化碳是由碳和氧组成的。水是液体，但是液体是水就不一定对，怎么证明这些物质隔绝空气加热生成的液体中有水（查资料：白色无水硫酸铜遇水生成蓝色五水硫酸铜，可以证明水的存在）。证明二氧化碳只需要澄清石灰水就可以了。

设计实验：把探究物质（小木条、枯树叶、纸片分别）放入隔绝空气的硬质试管中加热，用无水硫酸铜来检验是否有水生成。用澄清石灰水来检验是否有二氧化碳生成，探究实验装置如图1。

进行实验：

1）组装仪器，放入探究材料，隔绝空气用酒精灯给小木条等加热，让产生的液体与无水硫酸铜接触：（现象：白色粉末变蓝色）。

2）然后用氧气发生装置供氧气，把产生的气体通入澄清石灰水（现象：澄清石灰水变浑浊）

解释结论：

隔绝空气加热产生的液体能够使白色的无水硫酸铜变成蓝色，证明这些物质“干馏”有水生成，当提供氧气，黑色物质与氧气反应生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊。

交流与应用：小木条、枯树叶、纸片分别隔绝空气“干馏”有水生成（水由氢、氧元素组成）根据质量守恒定律，证明它们组成中有氢、氧元素，当提供氧气，黑色物质燃烧产生的气体能够使澄清石灰水变浑浊证明气体为二氧化碳（因为提供的是氧气，产物是二氧化碳）根据质量守恒定律，证明黑色物质为碳元素组成。

2 探究实验装置图

3 探究实验仪器或特点及用途

特点：本教具利用学生已有的化学知识（二氧化碳气体与石灰水变浑浊、白色无水硫酸铜遇水变蓝）来探究火柴梗、枯树叶、纸片中组成元素的问题。通过改进，可以通过具体的实验现象知道产生了哪些物质，学生通过分析这些物质可以推断出火柴梗中究竟有哪些元素，提高了探究实验的科学性和严谨的探究态度。

3.1 制作材料

1）教具制作：铁架台、硬质试管、橡胶塞、玻璃导管、乳胶管、塑料瓶（矿泉水瓶）、用完的圆珠笔芯、医用点滴管、酒精灯、石棉网灯罩。

2）探究用药品及材料：过氧化氢溶液5%、二氧化锰、无水硫酸铜、澄清石灰水、小木条、枯树叶、纸张等

3.2 制作方法

1）弯制玻璃管，并配好橡胶塞。如图2

2）取用完油墨的圆珠笔芯两只、两个大小一样的塑料瓶、两个合适的橡胶塞;制作氧气发生装置。

3）组装探究实验装置。

3.3 使用方法

在学习到物质组成的奥秘的专题时，学生对水（H2O）二氧化碳（CO2）氧气（O2）的组成元素已经知晓。黔东南九年级化学使用的是（北京仁爱版）化学：单元2 组成物质的元素，教材中安排了火柴梗的加热，但是通过实验不能够说明究竟产生哪些物质。通过自制教具的改进，可以通过（①二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊②无水硫酸铜遇水变蓝等）具体的实验现象知道产生了哪些物质，学生通过分析这些物质可以推断出火柴梗中究竟有哪些元素，可能含有哪些元素。提高了探究实验的科学性和严谨的探究态度。

1）将本教具组装好，放上药品。

2）点燃酒精灯给小木条等探究材料加热，观察实验现象，很快产生的水会使无水硫酸铜变蓝。

3）然后缓慢的通入氧气，让探究材料遇氧气发生反应，利用澄清石灰水检验二氧化碳，石灰水变浑浊。

开展探究性的学习，提高学生的科学素养，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生科学的创新意识、创新精神和创新能力，使他们想创新、敢创新、会创新，是我们每个化学教师的责任。本实验在开展过程中得到了我州化学高级教师田忠忠老师的细心指导，在此一并表示由衷感谢。

参考文献

[1]甘一.“燃烧的条件”实验装置改进[J].中学化学教学参考，2015年23期.

[2]邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].北京：清华大学出版社，2005.

作者简介

潘家贤（1987-），男，苗族，贵州黄平，中学中级，大学本科，凯里市旁海中学，研究方向：初中化学教育。