化学实验中的非常规思维训练
来源:周华娟|编辑日期:2009-12-18 10:48:21|点击数: |发布：197
化学实验中的非常规思维训练
浙江省宁波市鄞州中学周华娟315101
一、主题与背景
思维定势是学生长期形成的一种倾向性的思维方式，它既有积极的一面，也有消极的一面。积极的一面能使学生在学习与旧知识类似的新知识时得已较快的理解和掌握；消极的一面，往往形成思维障碍，表现为思维的惰性和呆板性，使学生习惯于照葫芦画瓢，长期以往学生的想象能力和创造能力将逐渐泯灭。
历史上有许多著名的思维变通的例子，如“司马光砸缸”，大人按照常理从水中救人总是考虑如何使“人脱离水”，而司马光则是创新地使"水脱离人"，使孩子得以获救。生活中也有类似的例子，例如米中有石子，一般考虑把石子挑出来。受这种思维方式的影响，学生在进行物质提纯时，总是考虑如何使杂质分离或者如何使杂质转化为被提纯物质，而忽略了可以改变被提纯物的化学形式使之与杂质分离再将被提纯物还原的方法。为此，我们在教学中有意识地引导学生将问题发散，冲破“思维定势障碍”的束缚，培养学生求异性、灵活性、独创性的创造性思维。
二、情景描述
下面以喷泉实验为例加以阐述，供大家参考。
课本内的喷泉实验是利用气体极易溶解在液体里，而形成容器内外的压强差，当压强差大于玻璃导管中水柱所产生的压强时，外界大气压将液体压入容器内而形成喷泉。首先，让学生根据课本中的实验要求进行喷泉实验的设计，包括确定实验用的仪器和药品、组装实验装置、氨气的制取、向下排空气法收集氨气、进行喷泉实验等几个步骤。
【教师提问】：氨气喷泉实验中（图1－a），滴管的水是用来引发水上喷，若将滴管去掉（图1－b），那么，可以通过其他什么方法引发喷泉？（2002年全国高考理科综合题）
【学生】：根据喷泉实验的原理，只要有微量的水使烧瓶内的氨气溶解，使烧瓶内的压强减小到一定值就能引发水上喷。因此，有多种方案可以实现：例如可以用塑料皮管连接玻璃导管的下端，将管中的空气抽出；还可以用包有制冷剂的毛巾在烧杯的外壁敷一段时间；还有同学提出可以用手或热毛巾将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气等方案。
【教师提问】：喷泉是由于容器内气体极易被液体吸收而形成容器内外较大的压强差所致，除了氨气之外，还能用什么气体来做喷泉实验呢？
【学生】：
类似于NH3极易溶解于水，HCl气体和水，SO2气体和水，NO2气体和水等都可以用来做喷泉实验。学生选用了很多不同的气体和液体来进行实验，有的成功，有的不成功，于是就引出了这样的问题：气体溶解于液体，这个溶解的程度究竟多大才能用来做喷泉实验呢？学生通过综合学过的知识，进行了理论上的计算：假定 烧瓶容积250ml，玻璃导管顶端与液面的高度差为35cm，胶头滴管中的水为0.5ml。要使水喷上来，只要产生的压强差大于玻璃导管水柱的重力作用P即可。P:0.35m＝1atm:10.34m，则P＝0.034atm，根据分压定律，0.034atm/1atm＝V/250ml，得V＝8.5ml。因此只要在0.5ml的水中溶解8.5ml的气体，也就是说常温下气体的溶解度只要大于17，就能达到形成喷泉的要求。如SO2与NaOH溶液，H2S与NaOH溶液，
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