《鐵和水蒸氣反應的科學探究》 教學設計
(科學探究1)展示幾位同學的實驗設計:
設計1-1
設計1-2
設計1-3
設計1-4
設計1-5
(學生評價)
1.設計1-1采用圓底燒瓶盛裝水來制備水蒸氣,圓底燒瓶中的水很多,又要間接加熱產生水蒸氣需要較長時間。相比而言設計1-2、設計1-3使用的試管可以直接加熱,水也比較少,可以更快的產生水蒸氣。
2.對比設計1-2、設計1-3兩組裝置很相似,但是設計1-2產生水蒸氣的裝置和鐵粉的反應裝置間的導管更短,這樣可以防止水蒸氣在導管中又冷凝為水。
3.設計1-4選擇直玻璃管作為水蒸氣與鐵粉反應裝置,應該也可以。但后面設計的濃硫酸和無水硫酸銅比較復雜,應該簡化。
4.設計1-5使用氫氣還原氧化銅來檢驗氫氣的存在裝置很煩瑣,實際操作中很難保證氣密性,同時需要大量氫氣,而少量的鐵粉和水蒸氣反應很難滿足要求,最好用點燃的方法來檢驗氫氣。(經過大家的建議和改進,制定以下兩種實驗裝置,由兩組同學分別實驗)
(科學探究2)展示幾位同學的設計方案
實驗2-1
實驗2-2
實驗2-3
實驗2-4
(學生評價):
1. 設計2-1的優點是水蒸氣的產生裝置和鐵粉和水蒸氣的反應裝置合并在一起,裝置整體看上去很簡單,但是鐵粉灑在帶孔的鋁片上會漏到水中致使反應實驗。沒有書上第46頁圖3-8的實驗裝置合理。
2. 設計2-2的優點是可以補充水蒸氣,但是用手推注射器很難控制加水量,而且注射器的氣密性不好,設計2-3的思路與設計2-2非常相似,用輸液瓶向濕棉花中不斷補充水,可以反應較長時間,可以進一步實驗檢驗。
3. 設計2-4的創意非常新穎,使用堿式碳酸銅可以分解生成水蒸氣,但是同時產生co2,設計中用naoh溶液吸收co2,但這樣水蒸氣也被吸收,相當于直接用水發生水蒸氣,可以將堿式碳酸銅改進為分解只產生水蒸氣一種氣體的物質。(師生合作、改進實驗裝置,分成小組實驗)
(以小組形式展示,師生評價)
實驗1:實驗成功,看到加熱時鐵粉變紅,驗純后點燃尖嘴處有火焰。但是由于產生的水蒸氣氣流太大很快干燥管中氯化鈣吸水呈糊狀,后撤去干燥管后尖嘴處的氫氣中含有大量的水蒸氣點燃時火焰時有時無,非常不穩定,而且反應一段時間后,鐵粉與水蒸氣反應的大試管的管口處積存了較多的水。
實驗2:實驗基本成功,看到加熱時鐵粉變紅,但是驗純時沒有聽到“噗”的聲音或尖銳的爆鳴聲,可能是由于環境太嘈雜。后改為將導管通入蒸發皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現,用木條點燃泡泡有藍色火焰。但是在實驗結束后同學忘記將導管從泡泡劑中撤出而只撤去酒精燈,所以出現倒吸現象而導致試管炸裂。
實驗3:實驗成功,使用普通試管加熱好幾次出現試管炸裂的問題后來將試管換成加厚試管,沒有出現試管炸裂的問題,看到加熱時鐵粉變紅,導管通入蒸發皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現,用木條點燃泡泡有藍色火焰。
實驗4:實驗成功。在直玻璃管中相距3cm的地方分別放置鐵粉和略濕的棉花,將輸液瓶中裝滿水,拔去針頭將軟短管插入濕棉花中,控制流速讓水逐滴留下,看到加熱時鐵粉變紅,導管通入蒸發皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現,用木條點燃泡泡有藍色火焰,而且反應可以持續很長時間。