分子运动实验创新

分子运动现象实验创新上梅镇中心学校赵利忠一、原实验在教材中的地位与作用•氨分子运动实验是人教版九年级化学教材上册第三单元课题一《分子和原子》中的探究实验（前面有品红在水中扩散实验3-1）。该实验通过学生观察氨气的扩散现象，培养学生的观察能力，启发学生想象氨分子的存在和运动状况；是继续学习化学方程式、质量守恒定律、物质结构等内容所需要的必备基础。对培养学生观察能力、想象能力和抽象思维能力有重要作用。二、原有实验及不足•1、原有实验原理简介利用氨气分子扩散到酚酞溶液使之显色，来证明分子运动的存在。2、原有实验步骤（1）：•在A杯的蒸馏水中加入5-6滴酚酞，观察溶液颜色。A蒸馏水原有实验步骤（2）：•取少量A杯溶液于试管中，慢慢滴加浓氨水观察溶液颜色有何变化。浓氨水AA原有实验步骤（3）：•另取烧杯B，加入5ml浓氨水，用一个大烧杯罩住AB二个烧杯，观察几分钟，有什么现象发生，你能解释吗？AB5ml浓氨水观察几分钟3.原实验氨分子运动过程分析•原实验中的氨分子的运动是有二个扩散运动步骤的，一是氨分子从B杯向空气中的扩散运动过程，二是氨分子在A杯酚酞溶液表面由表及里的扩散显色过程。如图所示：氨分子在空气中的扩散运动浓氨水氨分子在酚酞溶液中的扩散运动酚酞溶液BA氨气在不同介质中扩散速度分析（分析详情参见教案P2-P3）在空气中扩散速度快BA在酚酞溶液中扩散速度慢4、原探究实验不足之处：•1.浓氨水倒入敞口烧杯后，强烈的刺激性气味很快弥漫整个教室，对人体刺激性和毒副作用大。•2.实验需要较长的时间来观察实验现象，尤其对短时间内多次重复做该实验教师的身体影响大。•3.用过的浓氨水，不能再回收利用，有违绿色化学节约和环保的理念。•4.从教材的实验安排来看，该实验最重要的步骤---氨气在酚酞溶液中扩散后显色的过程，与同课题前一个实验3-1品红在水中扩散实验是重复的。原探究实验显色步骤（图3-4红圈所示）与品红在水中扩散的演示实验3-1，实质上都是物质在溶液中的扩散现象，是重复的。所以有必要进行改进。都是在溶液中扩散现象都是在溶液中扩散现象三、改进与创新之处：用浓盐酸代替浓氨水，用蓝色石蕊试纸代替酚酞试液，用烧杯壁沾试纸显色代替溶液显色方式。浓氨水浓盐酸酚酞溶液四、改进的思路与原理•思路：考虑原实验利用酚酞溶液显色的过程与前面教材中实验3-1品红在水中扩散实验有重复，而且氨气在溶液中扩散显色过程耗时过长，故删除，仅保留速度快的杯内空气中扩散过程。改进后实验原理：•原理：利用浓盐酸扩散出来的HCl分子使润湿后粘在干净烧杯内壁上的试纸变红，让学生想象无数肉眼看不到的微小分子，不停的无规则运动，从培养皿中飞到烧杯壁上，展现分子运动现象，从而启发学生思考。七、改进后实验原理（模拟某个分子的运动过程）五、改进实验所需器材•仪器：大烧杯，培养皿，滴管，蓝色石蕊试纸（或pH试纸）。•药品：浓盐酸，蒸馏水。六、改进后实验过程（步骤1）•1.先用蒸馏水润湿试纸，粘在烧杯离杯口较近的内壁上，让学生观察试纸的颜色。六、改进后实验过程（步骤2）•2.用滴管吸取少量蒸馏水，湿润试纸，取少量稀盐酸滴在试纸上，证明盐酸是使试纸变色的原因。并贴在大烧杯外壁做对比。蒸馏水润湿盐酸六、改进后实验过程（步骤3）•3.然后将盛有3-5ml浓盐酸的培养皿，置于桌面，打开上盖，迅速将粘有试纸的烧杯倒扣在培养皿上，观察试纸颜色变化。盛3-5ml浓盐酸六、改进后实验过程（步骤4）•4.数秒钟后，试纸颜色变红，说明HCl气体分子从蒸发皿中运动到试纸上，导致试纸变红。七、教师具体演示改进后实验八、改进后实验效果•实验改进后，器材易得，操作简单，演示现象直观准确，对比鲜明，时间短，变色快。九、实验创新与改进之处•考虑氨分子的相对分子质量小，扩散速度过快，故改用浓盐酸，减少对人体的刺激性。•考虑到物质在溶液中扩散速度远慢于在空气中，故删去酚酞溶液变色过程，改用更快捷的杯内空气中试纸变色，减少实验中的等待观察时间，减少扩散气体对环境污染。•浓盐酸可以回收再利用，节约药品，符合绿色化学的环保理念。•改进后的实验跟实验3-1并列于教材，分别对溶液中和气体中的扩散现象进行演示，教材更简练，更富逻辑性。十、自我评价•改进后实验，操作简单，器材易得，现象明显，时间短，变色快。•对人体刺激性减轻，环境污染减小。•药品回收再利用，节约药品，符合绿色化学的环保理念。•改进后的实验跟实验3-1并列于教材，分别对溶液中和气体中的扩散现象进行演示，教材更简练，更富逻辑性。个人管见、抛砖引玉•无论是浓氨水还是浓盐酸，都有腐蚀性和危险性，而探究实验必有学生参与，考虑到学生安全以及师生的身心健康，建议本实验跟同课题中的品红扩散演示实验对调，本实验调整为教师演示实验，品红实验改为学生参与的探究实验。更有益于全体师生。谢谢您的指导和关注！上梅镇中心学校赵利忠制作于2015.10