摘要：尝试在化学教学中运用微型化学实验激发学生的学习兴趣。基于硫酸铜晶体设计了两个微型实验：重量法测定硫酸铜晶体中水的含量、比色法测硫酸铜溶液的浓度。 关键词：微型化学实验；重量法；比色法
文章编号：1008-0546（201２）０３-00９０-0１ 中图分类号：G６３３．８ 文献标识码：Ｂ
doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０３．０４０
有些中学生认为化学难学，化学似乎离自己很远 ，费了好大劲却没有取得好成绩。这正反映了化学实验教学的不足，说明我们没有通过实验为学生开启化学之门，让学生从实验中得到启发与乐趣。
重视实验教学首先应从实验内容上下功夫。实践证明微型化学实验可以提高中学生的化学能力［１］，是丰富化学实验教学的良好途迳。为学生设计出更多更好的微型化学实验是化学老师的责任，也是微型化学实验教学成败的关键。作为交流探讨，本文介绍两个基于硫酸铜晶体［２］设计的关于化学计量的微型实验。实验简单贴近生活，但道理深刻，两种重要的化学计量方法在此得到了通俗化的阐述。
一、重量法测硫酸铜晶体中结晶水的含量［３］
１．实验方法
取一根２５ｍＬ移液管，截取底部细长部分，并称其重量记作Ｍ１；然后在截取的细管中装入硫酸铜晶体并称其重，记为Ｍ２，则晶体的质量为Ｍ＝Ｍ２－Ｍ１。把玻璃管放到石棉网上，用小火加热，并不断转动以防玻璃管破裂，使水分得到很好地蒸发。待蓝色消失后，稍冷却几分钟称其重为Ｍ３，则水的质量为Ｍ′＝Ｍ２－Ｍ３。水分子的含量很容易算出。
２．讨论
看似简单的一个实验，要用到不少化学基本操作：如玻璃管的加工，小火加热操作等。既让水分子完全蒸发又不使水冷凝回流炸裂玻璃管，不容易。同学们对这个实验很有兴趣，操作也很认真。实验结果是一分子硫酸铜结合约５．２分子水，与课本上的数据很接近。更重要的是他们觉得得出个结论并不难，只要用脑子、多实验、勤摸索就能发现一些东西。通过实验同学们看到随着水分子的失去，晶体的颜色也由蓝色变成了乳白色粉末，看到了硫酸铜的真实颜色。由此看出晶体的蓝色是一个硫酸铜分子结合５个水分子的结果。乳白的硫酸铜粉末，和水结合就变成了漂亮的蓝色，的确是个奇妙的化学现象，同学们肯定有兴趣将来做探讨。
那么硫酸铜“溶液”颜色的深度是由硫酸铜的量决定的还是由水的量决定的？还是二者共同作用的结果？我们看下个实验。
二、比色法测硫酸铜未知液的浓度
１．实验方法
称取１５．０ｇ硫酸铜晶体溶解在１０ｍＬ水中，微热加速其溶解。取两个比色管，分别装入管深三分之一高度的硫酸铜溶液，然后把其中一个比色管加满水。从侧面观察，很明显两个管的颜色深度是不一样的，现在问，从上往下看两个比色管颜色的深度会有什么变化？
很多同学说加水后颜色变淡了，像果汁中加入水颜色变浅一样。是这样么？让我们看一下吧！在两个比色管下面衬白色的纸，在明亮的灯光下观察，结果发现两个比色管中的颜色深度是一样的。为什么？因为硫酸铜的总量没有变，管的底面积又是一样的，从上面看到的单位面积上方硫酸铜的量是相同的。由此我们可进行以下推理：两者所含硫酸铜分子数一样，即Ｎ１＝Ｎ２，或ｃ１Ｖ１＝ｃ２Ｖ２（Ｎ、ｃ、Ｖ分别为物质的量、浓度和体积）。又因其底面积相等，可转化为ｃ１Ｈ１＝ｃ２Ｈ２（Ｈ为管内溶液的高度）。这样就把溶液的浓度和溶液的高度联系起来，只要有一种已知浓度的参比液，便可以测得未知液的浓度。ｃ１、Ｈ１代表参比液的浓度和高度，ｃ２、Ｖ２代表未知液的浓度和高度。ｃ２＝Ｈ１ｃ１／Ｈ２，这样未知液的硫酸铜浓度就可以求得。
以浓度为０．１０Ｍ的硫酸铜溶液作参比液，取１０ｍＬ加入一比色管中，同样取１０ｍＬ未知液于另一比色管中，小心向颜色深的一个比色管中加水，对比两个比色管，使两管中硫酸铜溶液颜色深度从上往下看相同。只要量出两个管中溶液的高度便可解决问题。
２．讨论
我们常用的比色测定法是配制一系列标准溶液（当然要在待测液的浓度范围内）作参比，根据颜色的深度，找出与待测液最接近者。本文所用的方法不同，但道理一样。加水调节使二者颜色的深度相同，在相同颜色深度下比较溶液高度，简单易操作，问题通俗化。往比色管中加水，从上而下观察，颜色深度没有改变，从中可以看到溶液的颜色深度是由硫酸铜的量决定的，与水的量无关。让学生从两个不同的侧面观察比色管：从侧面与我们生活中的感性认识相同；而从上面观察就是个新的视角，可以总结出一个好的分析方法。
参考文献
［１］ 杨志华．探究微型化学实验 提高学生科学素养［Ｊ］．化学教与学，２０１１，（４）：６５－６６
［２］ 李梅君．无机化学实验（第四版）［Ｍ］．北京：高等教育出版社， ２００７：１２４－１２７
［３］ 林敏．硫酸铜晶体水含量的测定实验的改进［Ｊ］．化学教学２０１０，（１）：１３－１４