導(dǎo)語：洗衣機(jī)清潔劑在高中化學(xué)實驗中的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：鋁在氧氣中燃燒和鋁熱反應(yīng)是高中化學(xué)中兩個關(guān)于鋁的重要實驗，為了將生活物品應(yīng)用到課堂演示實驗中，同時提高成功率和安全性，以粉筆為實驗載體，用洗衣機(jī)槽清潔劑作為供氧劑，對以上兩個實驗進(jìn)行改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，凸顯化學(xué)學(xué)科與生活的緊密聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)槽清潔劑；演示實驗；改進(jìn)

一、問題的提出

高中化學(xué)演示實驗中，兩則有關(guān)鋁的實驗比較難操作：一是鋁在氧氣中的燃燒實驗，查找相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，該實驗由于鋁箔不易被引燃，改進(jìn)時通常是尋找合適的助燃物，如用鋁條、鋁粉來代替鋁箔。但實際上，氧氣量是否充足也是影響實驗結(jié)果的因素之一。若采用助燃物(如火柴、棉花、紙條等)，燃燒時必然會額外消耗氧氣。若改變氧氣的產(chǎn)生方式，使集氣瓶中能維持一定的氧氣量，則可大大提高實驗的成功率。二是鋁熱反應(yīng)實驗，該實驗由于反應(yīng)劇烈，會產(chǎn)生大量的熱，且生成的高溫熔融物容易噴濺，引發(fā)安全事故，因此上課時不能在講臺上進(jìn)行演示。此外，實驗通常要點燃鎂條，產(chǎn)生的強(qiáng)光容易灼傷眼睛，不利于現(xiàn)象的觀察。該實驗的改進(jìn)通常是改變引燃方式(如用濃硫酸和甘油等)，或者實驗裝置中不采用紙漏斗，以防引起燃燒等。若在改變引燃方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行微型化處理，實驗的安全性則會進(jìn)一步提高。

二、實驗原理

家用洗衣機(jī)槽清潔劑可用于洗衣機(jī)內(nèi)桶夾層的清潔、去污、除菌，其主要成分為過碳酸鈉、表面活性劑和螯合物等。過碳酸鈉(2Na2CO3•3H2O2)俗稱“固體雙氧水”，白色固體，溶于水迅速分解成碳酸鈉和過氧化氫，過氧化氫在堿性條件下進(jìn)一步分解可釋放出氧氣。利用過碳酸鈉的這一特性對實驗進(jìn)行改進(jìn)：在設(shè)計鋁在氧氣中燃燒實驗時，用洗衣機(jī)槽清潔劑作為供氧劑；在設(shè)計鋁熱反應(yīng)實驗時，則用洗衣機(jī)槽清潔劑代替氯酸鉀。

三、實驗改進(jìn)

1.鋁在氧氣中燃燒實驗的改進(jìn)。(1)實驗用品。洗衣機(jī)槽清潔劑、鋁粉、無水乙醇、水、白粉筆、培養(yǎng)皿、坩堝鉗、火柴、酒精燈。(2)步驟及現(xiàn)象。①在集氣瓶中加入5藥匙已經(jīng)研細(xì)的洗衣機(jī)槽清潔劑，加50～60℃水至剛浸沒固體粉末，會立即產(chǎn)生大量微小氣泡，30秒左右氧氣可以充滿集氣瓶。②取一支白粉筆，將其一端浸泡在盛有無水乙醇的培養(yǎng)皿中，用坩堝鉗小心夾取粉筆，將粉筆的一端蘸上鋁粉[1-2]。③用坩堝鉗夾持該粉筆在空氣中點燃，伸入充滿氧氣的集氣瓶中，可立刻觀察到鋁粉劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光[3-4]，如圖1所示。圖1　鋁在氧氣中燃燒實驗(3)實驗改進(jìn)后的優(yōu)點。①氧氣不需要提前制備，實驗準(zhǔn)備容易，原料消耗少。若需加快氧氣生成速率，只要加入少許二氧化錳即可。②反應(yīng)過程中，集氣瓶中始終有氧氣生成，可確保實驗所需氧氣充足，實驗成功率高。③操作簡單，現(xiàn)象明顯，且洗衣機(jī)槽清潔劑和粉筆都是生活中的用品，有利于學(xué)生體會化學(xué)與生活的密切聯(lián)系。④實驗安全性較高，可用于學(xué)生分組實驗。2.鋁熱反應(yīng)實驗的改進(jìn)。(1)實驗用品。洗衣機(jī)槽清潔劑、鋁粉、氧化鐵粉末、無水乙醇、白粉筆、培養(yǎng)皿、石棉網(wǎng)、藥匙、研缽、坩堝鉗。(2)步驟及現(xiàn)象。①取一段(或整支)白粉筆，用小刀將粉筆的一側(cè)從上到下挖成一條寬約6mm、深約2mm的淺槽溝，再將淺槽溝的相對面磨平，得到的粉筆橫截面如圖2所示。將粉筆浸泡在盛有無水乙醇的培養(yǎng)皿中[5]。圖2　粉筆橫截面示意圖②取出浸透乙醇的粉筆，第一步，在槽中放置一薄層事先研細(xì)的洗衣機(jī)槽清潔劑，壓實；第二步，在上面鋪一層鋁熱劑(鋁粉和氧化鐵按質(zhì)量比約5:2混合)；第三步，再鋪一層洗衣機(jī)槽清潔劑；第四步，在所有藥品上滴入一滴管乙醇。③用坩堝鉗夾持裝好藥品的粉筆，點燃后置于石棉網(wǎng)上。約20秒后，反應(yīng)劇烈，放出大量光和熱，有黑色物質(zhì)生成(如圖3所示)。冷卻后，黑色物質(zhì)能被磁鐵吸引。圖3　以粉筆上為載體的鋁熱反應(yīng)實驗(3)實驗改進(jìn)后的優(yōu)點。①以粉筆為承載物，裝置簡單。②不需點燃鎂條，不會產(chǎn)生大量耀眼白光刺激眼睛；也無需使用濾紙折的漏斗，避免了濾紙燃燒產(chǎn)生黑色物質(zhì)干擾實驗結(jié)果。③藥品用量少，實驗較安全。④以過碳酸鈉代替氯酸鉀可在更低溫度條件下分解產(chǎn)生氧氣。

四、教學(xué)反思

1.對教材實驗的改進(jìn)和創(chuàng)新是課堂教學(xué)演示的需要。搜索知網(wǎng)可發(fā)現(xiàn)，關(guān)于鋁在氧氣中燃燒實驗改進(jìn)的文獻(xiàn)約有17篇，關(guān)于鋁熱反應(yīng)實驗改進(jìn)的文獻(xiàn)約有40篇，而用粉筆做載體的實驗改進(jìn)文獻(xiàn)能搜索到至少10篇。這說明一線教師都在積極改進(jìn)課堂實驗效果，可見化學(xué)演示實驗的簡易化、綠色化、安全化是課堂實驗教學(xué)中關(guān)注的要點?；瘜W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮實驗的教學(xué)功能，實事求是，不斷學(xué)習(xí)，突破教材局限，勇于對教材實驗進(jìn)行改革和創(chuàng)新，提高自身的專業(yè)水平。2.對教材實驗的改進(jìn)和創(chuàng)新是化學(xué)走向生活的需要?；瘜W(xué)與生活緊密聯(lián)系，生活中處處有化學(xué)，化學(xué)課堂也應(yīng)該充滿生活氣息。粉筆是教室中最常見的物質(zhì)之一，性質(zhì)穩(wěn)定，又具有良好的吸附性，價廉易得，適合做實驗教具。洗衣機(jī)槽清潔劑則是家庭生活中常見的物質(zhì)，利用其有效成分進(jìn)行化學(xué)實驗，可增加學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。教材實驗方案并不是唯一方案，通過對教材中實驗藥品的替換、裝置的改進(jìn)，可以發(fā)展教師的創(chuàng)新思維，提升化學(xué)課的魅力，凸顯化學(xué)與生活的聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)

[1]汪永彥.巧用生活用品對幾則高中化學(xué)實驗進(jìn)行改進(jìn)[J].實驗教學(xué)與儀器,2016(6):22-23.

[2]李麗花.例談粉筆在化學(xué)實驗中的妙用[J].化學(xué)教與學(xué),2013(1):97.

[3]王永臻,魏海,馬逸群,等.“金屬鋁在氧氣中燃燒”的幾種成功做法[J].化學(xué)教與學(xué),2018(7):93-94.

[4]張羽凡,薛桂鳳.巧用粉筆改進(jìn)兩則化學(xué)演示實驗[J].實驗教學(xué)與儀器,2010(4):21.

[5]袁東霞,郭寶峰.以粉筆為載體的幾則高中化學(xué)實驗改進(jìn)[J].化學(xué)教育,2010(9):72.

作者:方洪川 單位:浙江省嘉興高級中學(xué)