山东淄博淄川中学 255000
摘 要: 理论以实验为基础，实验以理论为依据， 教师在教学中可以根据学生的实际情况和课程的要求改进某些实验，使该实验更符合学生、社会的需要，更能提高学生的能力，比原设计更有创意，更能激发学生的积极性，有利于组织教学。
关键词：化学反应速率 二氧化硫的漂白性 探究
一、锌与硫酸反应速率的测定
1.在教材中的地位和作用
化学反应速率属于动力学范畴，是高中阶段重点学习的理论之一。为了让学生在研究化学反应进行的快慢及如何定量表述上有感性认识、使抽象的理论获得比较具体的载体、降低学习的难度、拓宽学生的知识面，教科书安排了简单易行的实验，在借鉴的基础上，我在化学反应速率的教学中对化学反应速率的测定有不同的实验认识。
2.实验原型及不足之处
人教版高中课程标准实验教科书选修4测量化学反应速率的实验，锌和稀硫酸发生如下反应：
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
描述化学反应速率的方式很多，可以用单位时间内c(H+)的变化、PH的变化，因为这是一个有气体生成的反应，可以用注射器测量生成气体的体积，处理数据得到化学反应速率。
如图1所示安装2套装置，在锥形瓶内各盛2g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗分别加入40ml 1mol/L和40ml 4mol/L的硫酸。比较二者收集10ml的H2所用的时间,以此来测量相同质量的锌与不同物质的量浓度的硫酸反应的速率。
如果按照图1中的装置来做，在实际操作中感到该装置存在明显的不足：
（1）当旋开分液漏斗的活塞把40ml稀硫酸滴到锥形瓶中时，40ml空气马上把注射器活塞推出了近40ml。锌粒表面氧化层用酸除去要消耗时间，干扰了锌与硫酸的反应速率测定，因而误差较大。
（2）实验中用的锥形瓶体积不能过大，用锥形瓶盛装因内空间太大，空气多，容易造成误差。改用大试管盛装反应物，酸液面上方空间容积应尽量少，尽量避免空气对实验产生的误差。
（3）实验对注射器的要求较高，注射器不宜太小，也不宜太大，课本没注明规格。而且不同材料的注射器可能对实验的影响不同，塑料注射器的活塞可能由于摩擦力很大而不随气体的增多发生移动，玻璃注射器也可能因为摩擦力不均匀而影响数据的准确性，从而使气体体积——时间的变化趋势受到影响。
3.实验原理及改进装置说明
基于以上原因对本实验装置进行改造（如图2）：
按图2安装两套装置: 在锥形瓶内各盛有2克锌粒（颗粒大小基本相同），连接好装置，检查装置气密性后在分液漏斗中各加入40ml 1mol/L的H2SO4和40ml 4mol/L的H2SO4，再用注射器由调压管向量气管中加水至量气管中恰好充满水不留气泡，调整调压玻璃管高度使之与量气管中液面恰好持平。然后将调压管下移至使出水口刚好与量气管10ml刻度持平（此时不可再向量气管中加水），打开分液漏斗活塞加入稀硫酸，开始记时，当量气管中液面下降到10ml刻度时停止记时。此装置与上一装置相比有以下优点：
（1）用导管将分液漏斗和反应器连通，不仅能使液体易于流下，而且液体流下时不会排出装置中的空气。
（2）用排水法测量气体的体积，排出水的体积即为生成气体的体积。用一次性注射器，材料易得，符合垃圾资源化的环保理念。
（3）调压管确保了测量气体体积前后气体压强与大气压相同，操作简便，提高了实验的精度。
对于锌与硫酸反应，速率的测定方法不止一种。该实验装置简单，操作方便，容易为学生理解和接受。通过开展实验，学生学习了如何记录、处理、分析实验数据以及根据实验数据作图，体验了一些测定化学反应速率的具体过程。还让学生学到了很多关于反应速率的知识，比如反应速率是可以测定的；反应速率可以有多种表示方法，用浓度表示只是一种常见的表示方法；影响反应速率的因素有很多，除了教科书上提到的温度、浓度、压强、催化剂等，还有一些因素如反应物的表面积也影响着反应速率。
二、对二氧化硫溶于水及漂白性实验教学的改进
1.在教材中的地位与作用。随着工农业生产的迅速发展，由于人类对自然资源和环境保护的认识不足，不合理的开发和破坏，导致了严重的环境污染，因此，环境保护问题引起了世界各国的高度重视。“保护环境，就是保护我们自己”，根据新课程标准的要求，应加强环境教育，提高学生的环境意识，帮助学生正确认识环境和环境问题。二氧化硫是大气污染的主要成分之一，更是形成酸雨的罪魁祸首，研究和探讨二氧化硫的性质，已成为高中化学教学的重要课题，因此，这个知识点的教学是本章的重点，也是高考的重点。
2.实验原型及不足之处。（1）此实验既然是让学生观察和思考二氧化硫的性质，就应当直接给出二氧化硫，而用二氧化硫的水溶液也就是亚硫酸做实验，我觉得有点不妥，容易让学生产生疑惑，到底是二氧化硫的性质还是亚硫酸的性质。（2）课本上的实验结论告诉学生二氧化硫能漂白某些有色物质，这是由于它能与某些有色物质发生化合反应生成不稳定的物质。加热时，这些无色物质又会发生分解，从而恢复原来的颜色。实验现象虽然明显，但是不能真正说明二氧化硫漂白是先化合，遇到高温或者光照的时候再分解的原理。（3）实验采用试管来进行实验，在验证二氧化硫漂白性不稳定的实验中，二氧化硫本身是有毒气体，不能直接排入大气，否则容易污染大气，形成酸雨。
3.实验原理及改进装置说明。原理：(1)二氧化硫易溶于水并与水反应：SO2+H2OH2SO3。（2）SO2能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，加热后又容易分解生成原有色物质和SO2气体。对二氧化硫溶于水及漂白性的实验，通过与其他教师的共同探讨，对这个实验进行了改进设计，改进之处是:
①利用废矿泉水瓶和注射器代替试管和水槽，比原设计更有创意，现象更明显，更能激发学生的积极性，有利于组织教学。②调整了溶液的滴加顺序，连气球的带支管的试管代替普通试管，操作简单，现象更加明显，没有污染，符合绿色理念。
思路是：用一个矿泉水瓶在实验前收集一瓶二氧化硫气体待用，做实验时用注射器吸取约20ml水从橡皮塞处注入瓶中，由学生观察瓶子形状的变化，并由学生得出结论（SO2易溶于水）。然后用胶头滴管在连有气球的带支管的试管中滴入4～5滴品红溶液，塞紧橡皮塞，再用注射器从瓶中吸取约10ml二氧化硫的水溶液从橡皮塞处小心地注入连有气球的带支管的试管中，轻轻地振荡，直至红色刚好消失，由学生观察溶液颜色变化得出结论（SO2具在漂白性）。强调，其实是H2SO3的漂白性，简单介绍可逆反应。加热，发现又变成了红色，气球鼓起。然后引导学生比较二氧化硫与氯气漂白实验的现象有什么不同，再分析、归纳漂白原理的不同之处以及SO2在工业上的应用。
4.改进优点。（1）通过对比实验可以说明二氧化硫的漂白原理确实是先化合，在受热的条件下又分解放出了二氧化硫，使物质恢复了原来的颜色，从而说明了二氧化硫漂白的不彻底性。（2）避免了二氧化硫的随意排放，保护了环境，减少了形成酸雨，又教育了学生的环保意识。（3）本实验提供了学生探究的学习情境，激发了学习兴趣，体验到自己在学习中的主人感、自我价值感和成功的自豪感，有利于培养学生的创造思维和创新精神。
论文作者:杨春红
论文发表刊物:《素质教育》2016年6月总第208期
论文发表时间:2016/7/12
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