探究“藍(lán)瓶子”實(shí)驗(yàn)最佳的課堂演示反應(yīng)條件

1、探究“藍(lán)瓶子”實(shí)驗(yàn)最佳的課堂演示反應(yīng)條件摘要：文章通過(guò)探究藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)用于課堂演示 的最佳條件，以提升化學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)的效果，為學(xué) 生創(chuàng)造更多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和拓展機(jī)會(huì)，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生 獨(dú)立思考、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新精神。關(guān)鍵詞：藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)；演示實(shí)驗(yàn)；最佳條件文章編號(hào):1008-0546 (2016) 10-0084-03 中圖分 類號(hào)：g633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：bdoi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2016.10.030化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，因此不論 哪個(gè)時(shí)代，實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)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(shí)驗(yàn)化學(xué)”中都引入 了藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)，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(guò)藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)理解振蕩反應(yīng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的 趣味性來(lái)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(shí)驗(yàn)條件以及控制化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)方法，提升學(xué)生的 創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力，所以“實(shí)驗(yàn)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(huì)在課堂上 做很多演示實(shí)驗(yàn)以提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時(shí)也 能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)所體現(xiàn)的科學(xué)思想方法 有更加深入的了解2。藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有 明顯的化學(xué)變化現(xiàn)象，操作簡(jiǎn)單并且易于學(xué)生觀察， 化學(xué)教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)中溶液顏色的變化，來(lái)提升化 學(xué)的趣味性。藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)中所用的

3、亞甲藍(lán)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(lán)色的亞甲藍(lán) 溶液中滴加還原劑葡萄糖，會(huì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)色的亞甲藍(lán)溶液 被還原成無(wú)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(lán)，使得液體又呈現(xiàn) 藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液顏色交替出現(xiàn)藍(lán)色一無(wú)色一藍(lán) 色一無(wú)色的現(xiàn)象，其中由藍(lán)色出現(xiàn)變?yōu)闊o(wú)色所需 要的時(shí)間我們稱之為振蕩周期4, 5,變色時(shí)間的長(zhǎng) 短受反應(yīng)條件的影響。由于是一個(gè)課堂演示實(shí)驗(yàn)，反 應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)或者過(guò)短都不利于課堂教學(xué)，所以選擇適 宜的反應(yīng)時(shí)間是做這堂演示課的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)著重考 察反應(yīng)溫度、naoh濃度、振蕩程度、振蕩時(shí)間對(duì)反 應(yīng)時(shí)間的影響。一、實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)裝置

4、1.實(shí)驗(yàn)用品葡萄糖固體，naoh固體，亞甲藍(lán)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(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示二、演示實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件探究1.探究反應(yīng)溫度對(duì)變色時(shí)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(lán)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(jìn)行振蕩，溶液呈現(xiàn)均勻的藍(lán)色如圖3,塞上瓶塞, 靜置，混合液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)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(jì)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(shí),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(shí)間，實(shí)驗(yàn)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(jì)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(dá)到規(guī)定溫度時(shí)，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(shí)間，實(shí)驗(yàn)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(shí)間一定時(shí)，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速率加快, 褪色時(shí)間減短，但是當(dāng)溫度達(dá)

7、到40°c時(shí)溶液變?yōu)樽攸S 色，不能用于闡明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。考慮到課堂時(shí)間的有限 性，又要保證學(xué)生有足夠的觀察時(shí)間，我們?nèi)?6°c為 最佳反應(yīng)溫度。2.探究naoh濃度對(duì)變色時(shí)間的影響(1) 取7個(gè)潔凈的燒杯，向每個(gè)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(lán)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(jìn)行振蕩，溶液呈現(xiàn)

8、 均勻的藍(lán)色，塞上瓶塞，靜置，混合液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú) 色。（2）將7個(gè)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(jì)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(jì)顯示為26°c時(shí)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(shí)間，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)間減小，但是當(dāng)naoh 濃度為3.38% （w/v）時(shí)溶液變?yōu)樽攸S色，不能用于闡 明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？紤]到課堂時(shí)間的有限性，又要保證學(xué) 生有足夠的觀察時(shí)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(duì)變色時(shí)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(lán)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(jìn)行振

10、蕩，溶液呈現(xiàn)均勻的藍(lán)色，塞上瓶塞，靜置, 混合液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)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(jì)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(jì)顯不為26°c時(shí)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(shí)間，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)間增大。考慮到課堂時(shí)間的有限性，又要保證 學(xué)生有足夠的觀察時(shí)間，我們?nèi)≌袷幊潭?00r/min為 最佳反應(yīng)條件。4.探究振蕩時(shí)間對(duì)變色時(shí)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(lán)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(jìn)行振蕩，溶液呈現(xiàn)均勻的藍(lán)色，塞上瓶塞，靜置， 混合液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)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(jì)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(jì)顯示為26°c時(shí)，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(shí) 間，實(shí)驗(yàn)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(shí)間的增加， 反應(yīng)速率減小，褪色時(shí)間增大?？紤]到課堂時(shí)間的有 限性，又要保證學(xué)生有足夠的觀察時(shí)間，我們?nèi)≌袷?時(shí)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(lán)和葡萄糖 混合液，靜置后均會(huì)褪色。naoh濃度，反應(yīng)溫度， 振蕩程度，振蕩時(shí)間均會(huì)影響褪色時(shí)間，由實(shí)驗(yàn)也可 以看出，當(dāng)反應(yīng)溫度和naoh濃度達(dá)到一定的程度時(shí) 混合

14、液會(huì)變?yōu)樽攸S色，不能再用于闡明反應(yīng)現(xiàn)象。(2) 本實(shí)驗(yàn)是為探究教師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)條 件，因?yàn)檎n堂教學(xué)時(shí)間有限和學(xué)生需要足夠的觀察時(shí) 間，所以要求演示時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)也不能過(guò)短。教師應(yīng) 將上述探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程以微課的形式來(lái)讓學(xué)生觀察，通 過(guò)對(duì)各種實(shí)驗(yàn)過(guò)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(duì)實(shí)驗(yàn) 進(jìn)行拓展，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、 解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神。(3) 經(jīng)過(guò)和學(xué)生一起探討總結(jié)出此次實(shí)驗(yàn)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(shí)間為40"。(4) 課堂演示藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)讓學(xué)生 一起思考討論來(lái)得岀相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，以及實(shí)驗(yàn)步驟, 最終教師和學(xué)生一起來(lái)完成課堂教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)，振 蕩過(guò)程在恒溫培養(yǎng)振蕩器中完成，觀察溶液褪色變化時(shí)應(yīng)用水浴加熱裝置。參考文獻(xiàn)1文林，歐陽(yáng)津.基于問(wèn)題解決原型建構(gòu)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探j(luò)化學(xué)教育，2012 (11)： 21