探究氢气性质实验在中学化学教学中的应用 第2页
2.2.2 实验改进的探讨
（1）启发诱导学生，师生共同讨论探究
设置如下表所示的四个问题引导学生交流研讨
老师启发诱导 师生共同研讨
○1 传统实验方法能否控制反应的发生与停止？其关键因素是什么？ ○1 不能随时控制反应的发生与停止的；其关键因素是稀硫酸与锌粒不能随时接触随时分离
○2 传统实验方法能否随时添加药品？
○2 不能。要添加药品时必须卸载装置即拔下单孔橡皮塞再加。
○3 传统实验方法是否浪费实验药品和实验时间？ ○3 浪费。因为当实验结束时，没有反应完的药品只有倒掉，没有办法留到下一个班上实验课的时候再使用；添加药品必须卸载装置因而浪费时间。
○4 传统实验方法是否安全？
○4 不安全。不安全的第一个原因是传统实验方法不能随时控制反应的停止，当危险发生的时候不能以最快的方法切断氢气的来源；另一个原因是添加药品要卸载装置，增加了装置的气密性检查的次数和氢气验纯的次数，同时也增加了实验危险的机率。
（2）师生共同设计装置，并展示评价
【老师讲述】：现在我们带着（1）中的四个问题，开始系统地探究这个实验。
【学生分组讨论】：（设计出如图2-2所示的实验方案）
图2-2
【老师引导学生】：（探讨评价以上实验方案）
【学生发言】：学生1组：图A方案，锌粒是装在燃烧匙里面的，集气瓶里装的是稀硫酸，通过提升燃烧匙或向下推燃烧匙来使锌粒与稀硫酸分离与接触，从而控制反应的停止与发生。但是此装置操作起来麻烦，不能保证良好的气密性，也不能随时添加药品，有一定的危险性，同时燃烧匙还要与稀硫酸发生反应腐蚀实验用具。
学生2组：图B方案，锌粒是放在多孔橡皮塑料板上的，通过偏移试管和直立试管来使锌粒与稀硫酸接触与分离，从而达到控制反应，此装置能够保证良好的气密性，但装置不能随时添加药品，操作比较麻烦。
学生3组：图C方案，此装置能够保证良好的气密性，添加药品方便，但是不能控制反应的发生与停止。
学生4组：图D方案，可以通过止水夹阻止氢气流出试管，实质没有控制反应的停止，而且该装置用起来危险大，因为当关闭止水夹的时候，由于氢气还在大量的产生，这时候封闭的试管里压强不断的增大，从而会导致试管的炸裂，此装置也不能随时添加药品。
学生5组：图E方案，左边是一个分液漏斗，里面装的是稀盐酸，右边是硬直玻管，里面多孔橡皮塞上放的是锌粒，盐酸可以通过中间的橡皮管流入硬直玻管中。此装置可以通过分液漏斗来调节硬直玻管中液面的高度，使盐酸和锌粒接触或分开从而控制反应的发生与停止，也可以通过止水夹来控制反应的发生与停止。但是此装置操作起来麻烦，也不便于携带，还应该注意的一点是，使用此装置做实验的时候不能使用硫酸，因为硫酸会腐蚀实验中的橡皮管。
2.2.3分析总结，设计出最佳实验方案
【老师讲述】：通过以上的探讨，我们可以设计出最佳实验方案如下
【老师讲述】：实验原理见黑板上，下面我们最主要来讨论设计出的实验方案的实验步骤和装置的优点。
【老师讲解】：改进后的实验装置的实验步骤是这样的：
1. 按照黑板上如图2-3所示安装好装置。
2. 检查装置的气密性。
3. 先装锌粒，再从长颈漏斗装稀硫酸。
4. 不用氢气时关闭止水夹，使稀硫酸和锌粒分开，控制反应速率。
图2-3
【学生反应】：（听，看，思考，讨论）
【老师引导学生】：（总结此装置的优点）此装置可以通过止水夹来控制反应的发生与停止，当不需要氢气时可关闭止水夹，这时候由于产生了大量气体，封闭的试管里压强增大，从而将稀硫酸压到漏斗中装起来，这时候稀硫酸液面与锌粒分离，反应停止，当再次需要氢气的时候又可以将止水夹打开，通过长颈漏斗可以随时添加药品。此装置的气密性良好，整个装置操作简单安全，携带方便，利用此装置可以上好几个班的课，从而节约了药品。
2.3氢气爆炸实验改进的探究式教学过程
2.3.1 老师讲解传统实验方案
案例2：现行初中化学教材（义务教育课程标准实验教科书，化学九年级上册）中，讲到氢气性质实验（在拓展性课题中）的时候，老师讲解氢气的爆炸实验如下：