探究“藍瓶子”實驗最佳的課堂演示反應(yīng)條件

1、探究“藍瓶子”實驗最佳的課堂演示反應(yīng)條件摘要：文章通過探究藍瓶子實驗用于課堂演示 的最佳條件，以提升化學(xué)課堂演示實驗的效果，為學(xué) 生創(chuàng)造更多的化學(xué)實驗體驗和拓展機會，來培養(yǎng)學(xué)生 獨立思考、分析問題與解決問題的能力及創(chuàng)新精神。關(guān)鍵詞：藍瓶子實驗；演示實驗；最佳條件文章編號:1008-0546 (2016) 10-0084-03 中圖分 類號：g633.8文獻標(biāo)識碼：bdoi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2016.10.030化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，因此不論 哪個時代，實驗永遠是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，是化學(xué) 教育研究的重要內(nèi)容1。在深化教育改革的背景下， 人教版及

2、蘇教版高中化學(xué)教材“實驗化學(xué)”中都引入 了藍瓶子實驗，旨在提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的基礎(chǔ)上, 引導(dǎo)學(xué)生通過藍瓶子實驗理解振蕩反應(yīng)，通過實驗的 趣味性來激發(fā)學(xué)生的探究欲望。引導(dǎo)學(xué)生探究影響化 學(xué)實驗條件以及控制化學(xué)實驗反應(yīng)方法，提升學(xué)生的 創(chuàng)新能力、動手能力，所以“實驗化學(xué)”選修課程， 非常受學(xué)生的青睞，許多高中化學(xué)老師都會在課堂上 做很多演示實驗以提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時也 能讓學(xué)生對實驗的原理和實驗所體現(xiàn)的科學(xué)思想方法 有更加深入的了解2。藍瓶子實驗的實驗過程中，有 明顯的化學(xué)變化現(xiàn)象，操作簡單并且易于學(xué)生觀察， 化學(xué)教師可以通過實驗中溶液顏色的變化，來提升化 學(xué)的趣味性。藍瓶子實驗中所用的

3、亞甲藍是一種氧化還原劑， 易溶于水和乙醇。在堿性的環(huán)境下，往藍色的亞甲藍 溶液中滴加還原劑葡萄糖，會發(fā)現(xiàn)藍色的亞甲藍溶液 被還原成無色的亞甲白溶液3。振蕩混合液使之融入 空氣，氧氣將亞甲白氧化為亞甲藍，使得液體又呈現(xiàn) 藍色。實驗過程中溶液顏色交替出現(xiàn)藍色一無色一藍 色一無色的現(xiàn)象，其中由藍色出現(xiàn)變?yōu)闊o色所需 要的時間我們稱之為振蕩周期4, 5,變色時間的長 短受反應(yīng)條件的影響。由于是一個課堂演示實驗，反 應(yīng)時間太長或者過短都不利于課堂教學(xué)，所以選擇適 宜的反應(yīng)時間是做這堂演示課的關(guān)鍵。本實驗著重考 察反應(yīng)溫度、naoh濃度、振蕩程度、振蕩時間對反 應(yīng)時間的影響。一、實驗用品、實驗儀器及實驗裝置

4、1.實驗用品葡萄糖固體，naoh固體，亞甲藍溶液(濃度為 0.2% (w/v),溶劑為蒸憾水)，燒杯，錐形瓶，試管,酒精燈，恒溫培養(yǎng)振蕩器(如圖1)等。2.實驗裝置實驗裝置如圖2所示二、演示實驗反應(yīng)條件探究1.探究反應(yīng)溫度對變色時間的影響(1) 在燒杯中依次加入3gnaoh, 150ml水，4.5g 葡萄糖，用玻璃棒不斷攪拌，待固體完全溶解后，將 混合液倒入200ml的錐形瓶中，然后向錐形瓶中滴加 0.2ml的0.2% (w/v)亞甲藍溶液，將錐形瓶放入恒溫培養(yǎng)振蕩器(溫度為常溫、振蕩程度為300r/min) 中進行振蕩，溶液呈現(xiàn)均勻的藍色如圖3,塞上瓶塞, 靜置，混合液由藍色變?yōu)闊o色，如圖。

5、(2) 取錐形瓶中的混合液體，分別倒入8支50ml 的試管中，倒入的體積均為15ml,然后塞上帶有玻 璃導(dǎo)管和溫度計的橡皮塞，關(guān)閉玻璃導(dǎo)管的閥門。將 試管放入恒溫培養(yǎng)振蕩器中靜置，調(diào)節(jié)恒溫振蕩器的 溫度分別為 5°c、10°c、15°c、20°c、25°c、30°c、 35°c、40°c,等試管內(nèi)液體的溫度到所需要的溫度時,取出，打開玻璃導(dǎo)管的閥門，放入相應(yīng)溫度的恒溫培 養(yǎng)振蕩器(振蕩程度為300r/min)中振蕩60",關(guān)閉 閥門，停止振蕩，觀察，記錄褪色時間，實驗結(jié)果如 表1所示。(3) 從錐形瓶中另

6、取部分液體分別倒入4支50ml 的試管中，倒入的體積均為15ml,然后塞上帶有溫 度計和玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，關(guān)閉玻璃導(dǎo)管的閥門。將 試管放入恒溫培養(yǎng)振蕩器中靜置，調(diào)節(jié)恒溫振蕩器的 溫度分別為26°c、27°c、28°c、29°c,待試管內(nèi)的混 合液溫度達到規(guī)定溫度時，取出，打開玻璃導(dǎo)管的閥 門，放入相應(yīng)溫度的恒溫培養(yǎng)振蕩器(振蕩程度為 300r/min)中振蕩60",關(guān)閉閥門，停止振蕩，觀察， 記錄褪色時間，實驗結(jié)果如表2所示。由表1和表2可以看岀，在naoh濃度、振蕩程度、振蕩時間一定時，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速率加快, 褪色時間減短，但是當(dāng)溫度達

7、到40°c時溶液變?yōu)樽攸S 色，不能用于闡明實驗現(xiàn)象?？紤]到課堂時間的有限 性，又要保證學(xué)生有足夠的觀察時間，我們?nèi)?6°c為 最佳反應(yīng)溫度。2.探究naoh濃度對變色時間的影響(1) 取7個潔凈的燒杯，向每個燒杯中分別加入075g、l5g、2.25g、3.0g> 375g、45g、5.25gnaoh, 往燒杯中分別加入150ml水，4.5g葡萄糖，用玻璃棒 攪拌均勻，等固體完全溶解后，分別倒入200ml的 錐形瓶中，然后向錐形瓶中滴加0.2ml的0.2% (w/v) 亞甲藍溶液。將錐形瓶放入恒溫培養(yǎng)振蕩器(溫度為 常溫、振蕩程度為300r/min）中進行振蕩，溶液呈現(xiàn)

8、 均勻的藍色，塞上瓶塞，靜置，混合液由藍色變?yōu)闊o 色。（2）將7個錐形瓶中的部分液體分別倒入7支 50ml的試管中，倒入的體積均為15ml,然后塞上帶 有溫度計和玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，關(guān)閉玻璃導(dǎo)管的閥門。 將試管放入恒溫培養(yǎng)振蕩器中靜置，調(diào)節(jié)恒溫振蕩器 的溫度為26°c,待溫度計顯示為26°c時取出，打開玻 璃導(dǎo)管的閥門，放入恒溫培養(yǎng)振蕩器（26°c、振蕩程 度為300r/min）中振蕩60”，關(guān)閉閥門，停止振蕩， 觀察，記錄褪色時間，實驗結(jié)果如表3所示。由表3可以看出當(dāng)溫度為26°c,振蕩程度為 300r/min,振蕩時間60”的情況下，隨著naoh濃度

9、的增加，反應(yīng)速率增大，褪色時間減小，但是當(dāng)naoh 濃度為3.38% （w/v）時溶液變?yōu)樽攸S色，不能用于闡 明實驗現(xiàn)象。考慮到課堂時間的有限性，又要保證學(xué) 生有足夠的觀察時間，我們?nèi)aoh濃度（w/v）為 1.96% （3.0gnaoh溶于150ml水中）為最佳反應(yīng)條 件。3.探究振蕩程度對變色時間的影響（1）在燒杯中依次加入3.0gnaoh, 150ml水， 4.5g葡萄糖，用玻璃杯不斷攪拌，待固體完全溶解后, 將混合液倒入200ml的錐形瓶中，然后向錐形瓶中滴 加0.2ml的0.2% (w/v)亞甲藍溶液。將錐形瓶放入 恒溫培養(yǎng)振蕩器(溫度為常溫、振蕩程度為300r/min) 中進行振

10、蕩，溶液呈現(xiàn)均勻的藍色，塞上瓶塞，靜置, 混合液由藍色變?yōu)闊o色。(2) 取錐形瓶中的部分液體分別倒入7支50ml 的試管中，倒入的體積均為15ml,然后塞上帶有溫 度計和玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，關(guān)閉玻璃導(dǎo)管的閥門。將 試管放入恒溫培養(yǎng)振蕩器中靜置，調(diào)節(jié)恒溫振蕩器的 溫度為26°c,待溫度計顯不為26°c時取出，打開玻璃 導(dǎo)管的閥門，放入振蕩程度分別為150i7min、200r/min、 250r/min> 300r/min> 350r/min> 400r/min > 450r/min 的恒溫培養(yǎng)振蕩器(溫度為26°c)中振蕩60”，關(guān)閉 閥門，停

11、止振蕩，觀察，記錄褪色時間，實驗結(jié)果如 表4所示。由表4可以看岀當(dāng)溫度為26°c,nao h濃度(w/v) 為1.96% o.ognaoh溶于150ml水中)，振蕩時間 60”的情況下，隨著振蕩程度的增加，反應(yīng)速率減小， 褪色時間增大?？紤]到課堂時間的有限性，又要保證 學(xué)生有足夠的觀察時間，我們?nèi)≌袷幊潭?00r/min為 最佳反應(yīng)條件。4.探究振蕩時間對變色時間的影響(1)在燒杯中依次加入3.0gnaoh, 150ml水， 4.5g葡萄糖，用玻璃杯不斷攪拌，待固體完全溶解后, 將混合液倒入200ml的錐形瓶中，然后向錐形瓶中滴 加0.2ml的0.2% (w/v)亞甲藍溶液。將錐形瓶

12、放入 恒溫培養(yǎng)振蕩器(溫度為常溫、振蕩程度為300r/min) 進行振蕩，溶液呈現(xiàn)均勻的藍色，塞上瓶塞，靜置， 混合液由藍色變?yōu)闊o色。(2)取錐形瓶中的部分液體分別倒入5支50ml 的試管中，倒入的體積均為15ml,然后塞上帶有溫 度計和玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，關(guān)閉玻璃導(dǎo)管的閥門。將 試管放入恒溫培養(yǎng)振蕩器中靜置，調(diào)節(jié)恒溫振蕩器的 溫度為26°c,待溫度計顯示為26°c時，取出，打開玻 璃導(dǎo)管的閥門，放入振蕩程度為300r/min的恒溫培養(yǎng) 振蕩器(溫度為26°c)中分別振蕩為20", 40", 60", 80", 100&quo

13、t;后停止振蕩，關(guān)閉閥門，觀察，記錄褪色時 間，實驗結(jié)果如表5所示。由表5可以看出，當(dāng)溫度為26°c, naoh濃度 (w/v)為 1.96% (3.0gnaoh 溶于 150ml 水中)，振 蕩程度為300r/min的情況下，隨著振蕩時間的增加， 反應(yīng)速率減小，褪色時間增大。考慮到課堂時間的有 限性，又要保證學(xué)生有足夠的觀察時間，我們?nèi)≌袷?時間40"為最佳反應(yīng)條件。三、結(jié)論(1) 在堿性條件下，經(jīng)振蕩后的亞甲藍和葡萄糖 混合液，靜置后均會褪色。naoh濃度，反應(yīng)溫度， 振蕩程度，振蕩時間均會影響褪色時間，由實驗也可 以看出，當(dāng)反應(yīng)溫度和naoh濃度達到一定的程度時 混合

14、液會變?yōu)樽攸S色，不能再用于闡明反應(yīng)現(xiàn)象。(2) 本實驗是為探究教師在課堂上的演示實驗條 件，因為課堂教學(xué)時間有限和學(xué)生需要足夠的觀察時 間，所以要求演示時間不能過長也不能過短。教師應(yīng) 將上述探究實驗過程以微課的形式來讓學(xué)生觀察，通 過對各種實驗過程的觀察以及相應(yīng)數(shù)據(jù)分析，引導(dǎo)學(xué) 生思考化學(xué)反應(yīng)所需要的條件，以及決定化學(xué)反應(yīng)能 否成功的條件和控制化學(xué)反應(yīng)的方法，讓學(xué)生對實驗 進行拓展，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主思考問題、分析問題、 解決問題的能力和創(chuàng)新精神。(3) 經(jīng)過和學(xué)生一起探討總結(jié)出此次實驗的探究 結(jié)果，得到最佳的演示條件為用1.96% (w/v) naoh 溶液，反應(yīng)溫度為26°c,振蕩程度為300r/min,振蕩 時間為40"。(4) 課堂演示藍瓶子實驗過程中，教師應(yīng)讓學(xué)生 一起思考討論來得岀相應(yīng)的實驗裝置，以及實驗步驟, 最終教師和學(xué)生一起來完成課堂教學(xué)的演示實驗，振 蕩過程在恒溫培養(yǎng)振蕩器中完成，觀察溶液褪色變化時應(yīng)用水浴加熱裝置。參考文獻1文林，歐陽津.基于問題解決原型建構(gòu)的高中化學(xué)實驗教學(xué)初探j(luò)化學(xué)教育，2012 (11)： 21