物质溶于水伴有热量变化实验的优化

摘 要：物质溶于水伴有热量变化实验修改后可视性较强，操作简单，利于教师做演示实验。

关键词：九年级化学； 优化实验

中图分类号：G633．8 文献标识码：A 文献编号：1006-3315（2011）9-012-001

义务教育课程标准实验教科书（沪教版）九年级化学第六章第一节中，有这样一段教学内容，具体如下：

［活动与探究］物质溶于水时，溶液的温度是否发生变化？完成下列实验，你也许会得到意想不到的结果。

［实验1］取3只烧杯，各注入50ml的水，用温度计测量水的温度。

［实验2］分别将一药匙硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠加入上述3只烧杯中，搅拌至固体完全溶解，测量溶液的温度。

我认为课本虽然把这段内容定为“活动与探究”，其实从内容设置来看，它只是一个简单的验证实验。为了提高学生学习的兴趣和科学探究能力，同时最大限度地启迪学生的思维，我在教学中把它改设成一个真正的探究实验。具体如下：

1.取3只250ml的盐水瓶，用带有“N”型管的单孔橡皮塞塞紧瓶口（“N”型管内事先放有红色钢笔水），让学生观察一下。

２.取下橡皮塞，先将一药匙氢氧化钠固体放入瓶中，然后塞紧瓶塞并轻轻摇晃即可。

师问：此实验有何现象？

生答：氢氧化钠固体慢慢溶解，红色液体沿右支管上升（如下左图）。

师问：红色液柱上升说明了什么？

生答：瓶内气体压强变大。

师问：请猜测一下导致瓶内气压增大的可能原因？

生答：①可能是氢氧化钠与水接触发生了化学反应生成新的气体；②还可能是氢氧化钠固体溶于水使溶液的温度升高（物理变化），导致瓶内气体受热膨胀，因而压强增大；③氢氧化钠溶于水后发生了化学反应，是一个放热反应，导致瓶内气体受热膨胀，压强变大。

师问：通过观察有一种猜测没有必要，是哪一种，为什么？

生答：第①种，因为没有看到瓶内有气泡出现。

师问：很好。那么如何设计实验验证剩下的两种情况呢？

生答：取出瓶中的溶液适量放入蒸发皿中蒸发，然后把得到的固体再次放入水中，并用温度计测量温度，如果溶液的温度再次升高就是第②种情况，说明它溶于水后没发生化学变化，物理性质没变。否则就是第③种情况。

师问：刚才同学们的回答都很好，从这个实验中你能得到什么结论？

生答：氢氧化钠固体溶于水放热

３．取下另一个瓶子的橡皮塞，再将一药匙硝酸铵固体放入瓶中，塞紧橡皮塞并不断轻摇。

师问：你看到哪些实验现象？

生答：硝酸铵固体颗粒慢慢溶解，红色液柱被慢慢吸向瓶中（如上中图）。

师问：红色液柱进入瓶中说明了什么？

生答：瓶内气体压强减小。

师问：请大胆猜测一下，导致瓶内气压减小的原因？

生答：①可能是硝酸铵与瓶内空气中的某一气体反应，瓶中气体因消耗导致气压减小。②也可能是硝酸铵固体溶于水后使溶液的温度降低，瓶内气体遇冷收缩所致。③硝酸铵溶于水后发生了化学反应，是一个吸热反应，导致瓶内气体遇冷收缩，压强变小。

师问：你能设计实验证明是哪一种情况吗？

生答：能，把该装置放一段时间，玻璃管中的红色液柱如能慢慢回到原来的位置，说明不是猜想①，因为瓶内气体没有减少；然后取出瓶中溶液适量放入蒸发皿中蒸发，把得到的固体物质再次放入水中，并用温度计测量温度，如果溶液的温度慢慢下降，就能说明是猜想②，不是猜想③，说明其刚才没有发生化学变化，因为它的物理性质没变。

师问：回答得都很好，从这个实验中你能得到什么结论？

生答：硝酸铵固体溶于水吸热。

4.取下第三只瓶子的橡皮塞，再将一药匙氯化钠放入瓶中，塞紧橡皮塞并轻摇几下。

师问：此实验中液柱有无明显变化？

生答：没有（如上右图）。

师问：根据以上两个实验，该实验你能得到什么结论？

生答：氯化钠溶于水，液体温度无明显变化。

师小结:在物质溶于水形成溶液的过程中，通常伴有热量的变化。有些物质溶解使溶液的温度升高，如氢氧化钠。有些物质溶解使溶液的温度降低，如硝酸铵。有些物质溶解溶液的温度无明显变化，如氯化钠。

两点体会：

⑴按照课本的做法，若是教师演示该实验，则温度计的示数变化可视性很差，中后排的学生无法看见；若是分组实验，则很麻烦，且实验又简单也没必要分组。修改后的实验可视性较强、操作简单，利于教师做演示实验，如果改成分组实验，学生也易操作，并更感兴趣。

⑵用探究性教学改变了原教材的设计意图，使教学更有意义，学生有更多的时间参与讨论甚至争论；有利于学生知识的掌握和能力的提高。变“验证性”实验为“探究性”实验，不仅体现了“教为主导，学为主体”的教学关系，而且通过学生亲自设计实验，把生活、社会实际问题与已有知识、技能结合起来，使他们认识到学以致用。更重要的是使被动接受老师的知识传输为主动积极地构建知识，在讨论和争论中提高自身素质。

⑶渗透探究性教学，对老师自己也是一个促进，促使自己不断地学习、充电、关心学生关心的问题，经常地阅读有关报刊、杂志，上网查阅资料,了解化学新知，发展新动向，同时也要了解一些相关学科知识，使自身的素质得到了提高。