近年来,研究性学习法很时尚,但什么样的学习才算是研究性学习呢?创新学习法又是什么?如何进行发散思维?怎样才算是全方位的思考呢?认真研读本文,您将会找到最满意的答案。 以前,大家一提起喷泉实验,就只想到红色和蓝色的喷泉实验,其实,完全可以做许多种颜色的喷泉实验,不信,请看本文——. 关于喷泉实验的问题,课本和其他参考书、资料都是这样说:“只有易溶于水的气体才能做喷泉实验,喷泉实验的颜色无非有两种:一种是红色,另一种是蓝色。”在我们许多读者的眼里当然也是这样,似乎是正确无误的了。先思考一下以下几个问题,然后再往下对照分析。 1.难道只有易溶于水的气体才能做喷泉实验吗?你能举出几种能做喷泉实验的气体? 2.喷泉的颜色难道只有蓝色和红色吗? 3.不用胶头滴管是否可以做喷泉实验? 下面是高中课本对喷泉实验的描述:
若把上实验全过程称为一个系统,那么我们就把此系统确定为由14种元素(基本单位)构成,划有“—”线的则为系统的元素(当然可根据需要划多一些、划少一些也可以)。注意:这些元素并非元素周期表中的元素,而是构成本实验系统的元素。为了抓住本质,我们也得把元素分为主要元素和次要元素,那么哪些是主要元素呢?那就是⑤、⑧和⑥及(14)这四种,其余都是本系统的次要元素。以上①—⑩都是元素,还有未显露出来给我们看的潜元素未找到呢!那么本实验的潜元素是什么呢?形成喷泉实验最关键的条件就是本实验系统中的潜元素。 那么,形成喷泉实验最关键的条件是什么呢?下面我们得先分析一下喷泉实验到底是怎样形成的。 烧瓶和烧杯通过玻璃管组成了一个连通器、烧瓶内原先装满气体时气压较大,所以大气压无法把烧杯内的液体压到烧瓶里去,因而无法形成喷泉,要是我们想办法使烧瓶内的气压降到一定程度,烧杯中的液体就有可能被压到烧瓶里,形成美丽的喷泉。很明显,减少烧杯中的气压就是形成喷泉实验的最关键的条件,这显然就应是本实验系统中最重要的潜元素。 而颜色则自然地成为人们最为关心的元素,喷泉实验的最大吸引力恐怕就是喷泉的颜色。 下面我就对最重要的潜元素——烧瓶中的气压和最重要的显元素——喷泉的颜色,进行思维。 一、减少烧瓶中的气压有哪几种方法 为了解决这个问题,我们自然得想起影响气压的因素有几个。 这样就不难想起克拉帕珑方程:PV=nRT了。由此推出
,其中n为气体的物质的量,T为气体的温度(绝对温度)、V为气体的体积、P为气体的压强,R为常数。由此可见,气压与气体的物质的量(n)和气体的温度(T)及气体的体积(V)有关,并且与T和n成正比例,与V成反比例。这样,减小气体气压的方法就应该有三种: 1.减少气体的量·(n);2.降低气体的温度(T);3.增大气体的体积(V)。 (1)那么,减少气体的量有哪几种方法呢? 不难理解,减少气体的方法有二:一是物理减少法;二是化学减少法。 物理减少法——不经化学变化就将气体减少的方法。 化学减少法——必经化学变化才能将气体减少的方法。 物理减少法又分为机械(消除)减少法(如抽水机)和溶解吸收减少法。对于本实验来说,显然不宜使用机械减少法来减少瓶中的气压。所以现在只需考虑溶解减少法和化学反应减少法就行了。 对于实验的HCl气体来说,能溶解HCl气体的溶剂,最常见的就是水;能与HCl气体在一般情况就能很容易反应的物质又有许许多多。如:一切强碱和一些盐(如Na[,2]S、AgNO[,3]等)。总之,凡能够溶解HCl的溶剂和一切很容易与HCl气体反应的物质都能使氯化氢的气压减小,从而形成喷泉。 若烧瓶中的气体不是HCl气体,而是其他气体时,又将怎样?那当然也不例外。因为除惰性气体外,任何一种气体都有一种或多种能够很容易溶解它或者很容易与它反应的液态物质,所以说,一般气体(除惰性气体和H[,2]、O[,2]、N[,2]这些气体外)都能做喷泉实验。 例如:Cl[,2]虽不易溶于水,也难与水反应。但是易溶于CCl[,4]等溶剂,也很容易与NaOH、KI等溶液反应,从而可使氯气的气压减少。所以完全可以用CCl[,4]溶剂或烧碱或KI溶液来代替胶头滴管中的水去做Cl[,2]的喷泉实验。 (2)那么,降低气体温度(T)的方法又有哪些呢? 根据热量传递原理,要降低温度就得拿一种吸热的物质来。现要将常温下的气体降低温度。例如:拿一瓶致冷剂——液体SO[,2]放在烧瓶的外底部(即装置的顶部),即可降低烧瓶中的气温。气温降低后,烧瓶中的气压自然也跟着减小,从而使大气压把烧杯中的液体压上烧瓶形成喷泉实验。