论高中化学实验中有关温度的控制

发表时间:2020/7/23   来源:《科学教育前沿》2020年5期   作者:张双婷
[导读] 【摘 要】 实验是高考化学的必考内容,化学的学习离不开实验,实验条件的控制尤为重要,不同的实验条件会产生不同的实验结果,如何控制温度实现我们预期的实验目是我们探究的一个方向。 【关键词】 实验条件的控制 温度的控制 控制的原因 控制的方法

        山东省莱西市实验学校      山东 青岛     266600

      【摘 要】 实验是高考化学的必考内容,化学的学习离不开实验,实验条件的控制尤为重要,不同的实验条件会产生不同的实验结果,如何控制温度实现我们预期的实验目是我们探究的一个方向。
      【关键词】 实验条件的控制    温度的控制   控制的原因    控制的方法
        中图分类号:   G63   文献标识码:   A  文章编号:ISSN1004-1621(2020)05-024-01
        普通高中化学新课程标准中学业质量水平4(学业质量水平4是化学学业水平等级性考试的命题依据)要求 "能从调控反应速率、提高反应转化率等方面综合分析反应的条件,提出有效控制反应条件的措施","能运用变量控制的方法探究并确定合适的反应条件"。
        高中化学的实验条件通常包括温度、压强、PH值、气体氛围、催化剂、浓度等等对实验能造成影响的方方面面。化学实验条件控制中的温度的控制、压强的控制及PH值的控制是高考的高频考点。我们通过调研发现学生往往因对实验条件的控制缺乏系统的探究而对此类问题不知如何解决而感到困惑,所以我围绕温度的控制为例展开实验条件控制的探究和讨论。
        在实际的生活生产中我们经常遇到为了一定的目的而采取一定的方法调控温度的情况。生活中我们会经常遇见为了某种目的而需要控制温度的情况,例如洗头发时水太热我们便会加冷水,水温太低我们便会加热水通过这种简单的控制方法使得水温合适;夏天使用风扇时通过调档来控制风力大小来实现温度控制;我们用冷水来使刚出锅的鸡蛋快速冷却下来;我们做饭时通过控制火苗的大小来控制锅内温度的大小来做出美味的饭菜;将蔬菜、牛奶放在冰箱里来延长食品的保质期;卖鱼的商贩通过使用冰块的方法保持鱼虾的新鲜度;工业生产中我们也经常通过适当升高温度的方法提高原料的浸出率;工业合成氨、工业制硫酸、工业制硝酸中都不同程度应用了温度的控制来保证生产的顺利进行和更高的经济效益。


生活生产离不开温度的控制那我们高中的化学实验又会怎样呢?
        实验是化学的灵魂,化学的学习离不开实验,不同的实验条件会产生不同的实验结果,如何控制温度实现我们预期的实验目是我们应重点探析的一个问题。常见的温度控制的原因需要考虑速率的影响、转化率的影响、物质的性质的影响、化学反应的影响等等。例如有时候有关H2O2做反应物时考虑H2O2的受热易分解的性质结合反应的速率而需要控制合适的温度;有时候我们为了收集到一种物质而让它由气体变为液体需要控制温度;有时候考虑到一个反应它是一个放热的可逆反应我们需要降低温度实现提高转化率而温度太低又不利于反应速率而综合考虑去控制温度。我们明白了实验中我们控制温度常见的原因那我们用什么方法去实现温度的控制呢?
        常见的温度控制的方法有水浴、沙浴、油浴、水蒸气加热、冷凝管冷凝、酒精灯直接加热等。实际探究过程中遇到有关温度的控制问题时,首先从题中寻找并思考控制温度的具体原因:物质本身易分解、熔点及沸点的控制、反应的需要、产物的需要、平衡的移动、反应速率的控制等,接着再考虑采用什么方法进行温度的有效控制。温度控制的方法中水浴较为常见,水浴、油浴、沙浴的优点均是受热均匀、便于控制温度。水浴法控制温度又分以升温为目的的加热和以降温为目的的冷却,如55  C的水浴加热、5  C的冷水浴、冰水浴都是常见的水浴方法。当然纯水浴加热的温度是不能超过100oC的,超过100  C的我们通常采用油浴或沙浴。水蒸气加热也是一种比较常见的加热液体的方法,通过加热产生水蒸气去加热液体实现液体的温度提升也是不错的选择。冷凝管分为直形冷凝管、球形冷凝管和蛇形冷凝管,直形冷凝管主要应用于蒸馏中起冷凝作用的,球形冷凝管和蛇形冷凝管因斜放会有液体残留而不应用于蒸馏中,因冷凝效果更好而常常应用于冷凝回流中。使用冷凝管时冷凝水应低进高出实现气体的快速冷凝。在蒸发结晶时我们通常采用玻璃棒搅拌来实现防止局部温度过高引起液体飞溅的目的。
        "科学精神"特别突出"探究",与化学"探究"的思路和方法是一般和特殊的关系,体现了化学学科探究的发展对于一般性的科学探究素养发展也具有积极的促进作用。围绕温度的控制的原因及方法的探究,我们收获了控制温度的常见原因以及控制温度达到某一实验目的的常见方法。在处理实际实验试题时,我们应多思考为什么要控制温度,我们可以用什么方法来控制温度。这样我们便可站在一定高度上实现我们的科学探究,收获我们的成功。

        参考文献:
        [1]中华人民共和国教育部制定,普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
        [2]王磊,黄丹青,陈启新.调整焦距 更新视角-《普通高中化学课程标准(2017年版)》问题解析(上)[J]. 福建教育,2018,(11):27-29.

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