化学多米诺实验的探究
化学多米诺实验的探究
【摘要】
“化学多米诺实验”是利用化学反应中气体产生的压力和缸吸作用原理，使多个化学实验依次发生，整个过程只需要第一个反应发生，就好像多米诺骨牌游戏一样。通过活动，使学生熟悉各种常见气体的制法和性质。通过设计、制作观赏性强、科学合理、新颖的装置，启迪创新意识，有利于青少年创新思维的培养。
【关键词】 “化学多米诺实验”设计，综合能力，创新意识。
“化学多米诺实验”是利用第一个化学反应中气体压力的变化和缸吸作用原理，使得后面的多个化学反应依次发生, 整个过程只需要第一个反应发生，就好像“多米诺滑板游戏”一样。
一种多米诺化学试验装置，包括试管、橡胶塞和导管，其特征在于：是由若干个前后顺序排列的试管及连接相邻两个试管之间的各类型导管连接组成，每一个试管的反应空间是相对独立的；这些试管组成的试管组及为多米诺连锁反应试管组；前一个试管生成的气体或液体，通过导管进入后一个试管，与后一试管中的盛装的反应物反应，从而启动后一个化学实验，依次类推。通过发明提供的实验装置，不但能够在常温下将前一个反应所生成的足够量气体或液体导入下一个反应器作为反应物，从而形成连锁反应；而且该实验装置能够根据具体的实验目的和要求进行随意组合，设计实验方案，为实验创意提供了完备的实验装置，有利于青少年创新思维的培养。
一、问题背景
现在有不少人对化学有误解，认为化学就是有毒、有害、有危险的。事实上，生活中处处有化学。通过“化学多米诺实验”这项化学实验活动，让学生一起来“玩化学”，从而对化学产生兴趣，同时产生正确科学的认识。
二、知识背景
学生熟悉各种常见气体的制法和性质，在中学元素化学知识中有一部分是常温下固体和液体液体相互作用生成气体的反应，其中多数是实验室制取某些气体的化学原理，如Zn和稀H2SO4反应制H2、CaCO3和稀HCl制CO2等。毕业论文http://www.751com.cn/ 论文网http://www.lwfree.com/
实验装置中学生熟悉洗气装置，含有杂质的气体通过长导管经过洗涤液体的洗涤，被洗涤液体吸收某些杂质后的气体再从短导管导出。但在“多米诺化学实验”中则应用逆向思维，反应后生成的气体通过短导管进入装置，气压升高，将装置里的液体通过长导管压入另一个装置，并和此装置中的固体药品反应。
为了使压力能不断地传递下去，生成的气体不能和下一液体反应或溶于下一液体中，如NH3易溶呈水和酸中，Cl2溶于NaOH溶液中，这些气体如被液体吸收，装置内压强下降，液体不能压入下一装置，以后的反应则不能进行，实验便停顿了。
让学生在探究“化学多米诺实验”活动中按原理的要求进行思考、实验、创新。设计具趣味性、观赏性、参与性、科学性、实践性的“多米诺化学实验”活动方案，装置理论上可以无限延伸，也可变形，无数的组合充分显示学生个性和创新能力。通过活动，使学生熟悉各种常见气体的制法和性质。通过设计、制作观赏性强、科学合理、新颖的装置，启迪创新意识，激发学生灵感，发展创新思维，训练手眼协调，让学生在愉悦的动手过程中，学习知识，探索世界。
三、探究目的
1、通过活动使学生熟练有关化学知识，发展综合能力。
2、培养实验动手能力，重视科学实践活动。
3、实验中随时会遇到很多问题，只有仔细观察分析，积极探索尝试才能解决问题，活动过程就是培养学生科学精神、解决问题能力的过程。
4、活动对创新的设计进行分析，鼓励学生创新，培养学生创新意识和能力。
5、通过推荐的“化学多米诺实验”活动，可以借助多米诺骨牌展开丰富的联想，设计出千变万化的实验装置。
四、几种“化学多米诺实验”
笔者在复习课和课外活动中,将稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠、过氧化氢等物质的化学性质实验设计成“化学多米诺实验”,取得了显著的教学效果。现介绍如下:
（一）稀硫酸化学性质的多米诺实验
1、实验装置(见图1)
2、操作步骤
①将未装锌粒和稀硫酸的A装置(制H2的简易启普发生器),与装好药品的B-G这6个装置按图连接好。注意:B-F这5个装置中的液体体积不要超过试管容积的1/3；C装置中的NaOH溶液里,还要滴几滴酚酞试液；F装置里的稀硫酸要预先加热一下,因为CuO等不溶于水的碱性氧化物与稀硫酸反应需要微热；G装置中的CuO盖满试管底部即可；各试管口上的橡皮塞一定要塞紧。
②从长颈漏斗口注入适量的水形成液封后,若看到长颈漏斗管内水面不下降(形成了一段稳定的水柱),则表明整个装置气密性良好。
③取下A装置(此时弹簧夹不能松开),倒出其中的水,在试管内的有孔塑料板上放入适量的锌,再将装置重新连接好；然后从长颈漏斗口向气体发生器里加入适量的稀硫酸。
④松开弹簧夹,A装置内立刻冒气泡,同时A装置中产生的气体把B、D、F装置里的稀硫酸分别压入C、E、G装置里；等到B、D、F装置里的稀硫酸快要流完了,即可将弹簧夹夹在软胶管上(这时各试管里的反应将逐渐停止)。
3.实验现象及分析
①A装置内冒气泡,发生的反应是: Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。
②C装置里NaOH溶液由红色变为无色,发生的反应是:2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O;
E装置里产生白色沉淀,发生的反应是:H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl；
G装置里的CuO固体逐渐溶解,变为蓝色溶液,发生的反应是: Cu0+2HCl== CuCI2 +H2O .
（二）氢氧化钠化学性质的多米诺实验
1.实验装置(见图2)
2.操作步骤
①按图2装配好仪器。注意:B-G这6个装置中的试剂可在检查装置气密性之前就装入,但其体积不要超过广口瓶容积的1/2；各容器口上的橡皮塞一定要塞紧。
②用向上排空气法在一个干燥250mL烧瓶中收集满一瓶CO2气体,然后在烧瓶口上加一1266