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第14章 化学实验操作方法和技能的提高(3)

实验教学中,常会碰到一些意外情况,如学生的突然提问、漏带某一器具或药品、演示操作失误等等。教师遇到这些意外情况,能否灵活、机智地作巧妙的处理,能不能顺利完成教学任务,达到预期的教学目的。南通县东社中学郑春荣老师介绍了几个实验教学中遇到意外情况的处理方法和实例。

深化法

在讲过盐类水解的利用,学生初步明白,泡沫灭火器的灭火原理后,带领学生在旷地上燃起一堆柴火,作实地灭火操作。正在操作的过程中,突然有学生发问:“是否一定要用Al2(SO4)3和NaHCO3溶液混和,才能灭火?”教师表扬这个学生肯动脑筋,问题提得好,并答应待看完灭火操作后回教室再作进一步探讨。回到教室,教师提出四个问题:

①泡沫灭火器为什么能灭火?

②哪些阳离子和阴离子相遇水解后能产生二氧化碳气体?

③用Al2(SO4)3与NaHCO3混合液灭火,优点何在?

④用Na2CO3溶液代替NaHCO3溶液是否合适?

通过讨论,学生对水解的知识,泡沫灭火器的灭火原理理解更深,记得更牢。提问的学生,因他提出的问题得到重视,而增强了学习化学的积极性。

转化法

一位初三化学教师在讲授浓硫酸的稀释方法,作演示实验时,由于紧张,错将蒸馏水倒入盛浓硫酸的烧杯中,当学生感到惊讶,并有人叫喊时,操作已在进行中,施教者也顿时醒悟到操作顺序反了。怎么办?他灵机一动,一面继续操作,一面对学生说:“请同学们仔细观察实验现象。”待学生看到烧杯中的液体沸腾,且有些液体溅出烧杯外时,即停止操作。并问:“同学们,稀释浓硫酸时,能不能把水倒入浓硫酸中?为什么?能否说出稀释浓硫酸的正确操作步骤是什么?”

由于施教者的巧妙处理,居然收到意想不到的教学效果。

讨论法

一位老教师演示“氨的喷泉实验”,学生和听课者都全神贯注等待喷泉的产生,谁知怎么也喷不出来。难道这一堂课就这样砸了?这位教师没有慌张,他从容地说:“这次喷泉实验没有成功,我们再进行第二次实验。”他接着用另一瓶氨气重复上述操作,终于形成了美丽的红色喷泉。学生和听课者脸上都露出了满意的微笑。接着教师又组织学生分析:第一次操作不能形成喷泉的原因在哪里?要使喷泉实验成功,特别要注意哪几个操作?讨论非常热烈,效果亦很好。

第一次操作失败,是偶然因素呢,还是故意设置悬念,用作对比,我没有深究。不过听课者一致认为这堂课的教学效果挺不错。第二个实验的成功给我们启迪,每次作演示实验准备时,不妨多准备一份易损仪器或药品,一旦实验失败可作及时补救。

搁置法

教师演示“苯的硝化反应”,药器添加、仪器组装就绪,正准备加热时,发现未带火柴!看台下,全班学生都专注地看着操作,心里很急。怎么办,让学生坐等去拿火柴吗?不能,灵机一动,对学生说:“同学们,在我们进行实验之前,请大家再仔细看一下课文中关于苯的硝化反应实验的操作步骤,注意事项和可观察到的实验现象。”就在学生看书的间隙,请后排的一位学生迅速取回火柴,使教师巧妙地摆脱了困境。

存疑法

在演示并阐述部分难溶物的清除方法时,一个学生突然发问:“衣服上如果染上蓝墨水或碳素墨水后,怎样消除?”当时,教师记得处理墨水迹的方法曾看到过,但一时说不确切,就诚恳地对学生说:“很抱歉,现在不能作出确切的回答,待我课后查阅资料后再回答你们。”这得到了学生的谅解,教学计划也仍能顺利地完成。

欲对实验教学中出规的意外情况作出巧妙处理,最根本的还在于施教者在课前能深入钻研教材,认真准备实验,周密思考可能发生的意外情况及预防措施。

正确处理失败的实验

在中学阶段,化学教材中所安排的学生实验和演示实验,都是根据学校的培养目标和中学化学教学任务精选而成的。只要学生和教师按课本所要求的去做,就会得到预期的结果。这样,学生在中学阶段所做的实验和所看到的演示实验,大多是成功的,经受失败考验的机会不多。但这种没有经受过失败或错误的教训而直接从顺利中获得的知识,是比较肤浅和脆弱的。事实上,学生们将来所从事的科学实验中,失败的次数将大大超过成功的次数。所以,在中学的实验教学中,加强如何正确处理失败实验的教学,是十分必要的。

当然,我们不能故意让学生实验失败,或者不严格要求,等出了差错再进行教学,也不是说教师的演示实验可不作充分准备,失败了也没关系,而是指一旦实验中产生了失误或失败,就不要轻易放过,要看成是难得的机会,加以正确处理,使实验者本人乃至全班学生得到更多的教益。“使坏事变好事”。

为了加强这方面的教学,浙江省湖州中学姜鹤峰老师总结在化学实验课中做了如下一些方面的尝试。

实验中学生一旦出现差错,要少批评指责,多分析引导在中学的化学实验课中,因玻璃仪器破损面引起的实验失败占了较大的比例。如一发生仪器破损就对学生批评指责或仅仅赔偿了事,对学生的教育作用不大,还往往带来副作用,使学生谨小慎微,不敢大胆操作。常常有这样的现象,学生一旦造成仪器破损,对下面的实验不再认真完成,而是草草收场。所以只要学生不是严重违反实验室纪律,而是在实验过程造成的仪器破损,可不必指责批评,而应引导学生分析原因,吸取教训,鼓励他们继续大胆完成实验。如有必要,课后再酌情赔偿。

严格要求,不要轻易放过失败的实验

实验中,少数学生往往因某种原因未完成实验或得不到正确的结果。这时应尽量指导他们找出造成这种结果的原因。找出原因后再重做实验比单纯地重做实验,对学生的教学作用更大。同时还应要求学生如实地填写实验报告。对于像结晶水的测定、中和滴定等定量实验,如误差超过限度,一定要严格要求学生在分析造成较大误差原因的基础上,重做实验。时间不够,应抽课外时间补做,直到符合要求为止。不能满足于让学生了解一个大概操作过程的低要求上。因为这不仅是提高学生实验技能的重要一环,也是养成学生实事求是,耐心细致、严肃认真的科学态度和科学方法的重要一环。因此多花些时间是值得的。

妥善处理实验课中学生的自发实验

随着知识的深化,有些学生常常利用实验课余的时间,现成的药品,做一些自己设想的实验。有些学生实验失败也是他们有意识改动实验而引起。一旦发现这种情况,切不可简单地斥责他们违反纪律,而应尊重学生的创造精神。可以鼓励学生把自己的设想先告诉老师,在确保安全的条件下,放手让学生自己去做,即使失败了,对学生也是一种收效。

谁有新的设想,请先报告。凡是有价值而又安全可行的,鼓励他们去做。如有次做银镜反应的实验时,有人提出再做一个用铜丝插入硝酸银溶液的实验作对比。我就让他做。但在做硝基苯的实验时,有两个小组提出,一组用苯做,另一组用甲苯做,用以对比。由于当时自己对用甲苯做此实验是否安全没有把握,只能事实相告,加以劝阻。

正确处理演示实验中的失误

教师的演示实验,对学生起着示范作用,必须精心地准备,认真规范地操作,保证实验最大限度的成功。但一旦不慎,实验失败了,也不应有任何慌乱的表示。这时,可能由于逆反心理,全班学生比任何时候都更有兴趣,更专心地看着老师,而教师应充分利用这个机会向学生示范对失败实验的善后处理。如果实验不能达到预定效果,就应和学生事实求是地探讨原因,并坦诚地检查造成失误的主观原因。这对培养学生的科学态度和科学方法同样有极大的作用。为此而临时改变一下原有的教学计划也是合算的,比单纯地重新演示一遍,效果好得多。

化学实验课时灼伤、中毒急救措施

化学灼伤指强酸、强碱以及一些毒剂等接触皮肤引起人体的局部损伤,主要有酸、碱、溴、磷、酚等的灼伤。常见的症状是热痛,如不及时处理,往往引起组织器官坏死,留下伤痕。

中毒指某些物质进入人体,损害组织和器官,并引起功能性或器质性改变,主要是有毒气体和毒剂中毒,常见症状是腹痛,头痛,恶心,呕吐,呼吸困难等。海南儋州市那大中学陈敏老师总结介绍一些灼伤、中毒的情况及急救措施。

灼伤

(1)酸灼

①强酸、硫酸、盐酸、硝酸都具有强烈的刺激性和腐蚀作用,硫酸灼伤的皮肤一般黑色,硝酸灼伤呈灰黄色,盐酸灼伤呈黄绿色。被酸灼伤后立即用大量流动清水冲洗(皮肤被浓硫酸沾污时,切忌先用水冲洗,以免硫酸水合时强烈放热而加重伤势,应先用干棉布吸去浓硫酸,然后再用流水冲洗,冲洗时间一般不少于15分钟,彻底冲洗后,可用2%~5%的碳酸氢钠溶液、淡石灰水、肥皂水等进行中和。(切忌未经大量流水彻底冲洗,就用碱性药物在皮肤上直接中和,这会加重皮肤的损伤),最后用水清洗,必要时涂上甘油,如果有水泡出现,应涂上龙胆紫。

强酸溅入眼内时,在现场立即就近用大量清水或生理盐水彻底冲洗,冲洗时应将头置于水龙头下,使冲洗后的水自伤眼的颞侧流下,这样既避免水直冲眼球,又不至于使带酸的冲洗液进入好眼,冲洗时应拉开上下眼睑,使酸不至于留存眼内和下穹窿中,如无冲洗设备,可将眼浸入盛清水的盆内,拉开下眼睑,摆动头部,洗掉酸液,切忌因疼痛而紧闭眼睛,冲洗时间应不少于15分钟,经上述处理后,立即送眼科进行治疗,可用可的松眼药水和抗菌素眼药水交替滴眼。

②氢氟酸氢氟酸对皮肤有强烈的腐蚀性,渗透作用强,并对组织蛋白有脱水及溶解作用,引起组织坏死、溃疡,如不及时处理可深达骨膜及骨质,引起骨质无菌性坏死,皮肤及衣物被腐蚀者,立即脱去被污染的衣物,皮肤用大量流动清水彻底冲洗,冲洗时间尽可能在15~30分钟以上,24小时内用4%~5%碳酸氢钠溶液或石灰水清液冲洗浸泡或湿敷后,再涂以33%氧化镁甘油糊剂或敷上1%的氢化可的松软膏,早晚各换药一次。

眼部污染,立即用大量清水冲洗15分钟,也可用生理盐水或2%~3%碳酸氢钠溶液冲洗,每次15分钟,必要时多次冲洗,并送医院。

(2)碱灼

强碱具有腐蚀和刺激作用,使体内脂肪皂化,组织胶凝化变为可溶性化合物,破坏细胞膜结构,使病变向纵深发展,碱灼伤皮肤,在现场立即用大量清水冲洗至皂样物质消失为止,然后可用1%~2%醋酸或3%硼酸溶液进一步冲洗。(石灰灼伤先去掉干的颗粒再冲洗)。

眼灼伤先用大量流水冲洗,再选择适当的中和药物如2%~3%硼酸溶液大量冲洗,特别要注意穹窿部要冲洗彻底,石灰灼伤严重者,速送医院治疗,如碱液浓度较高(5%NaOH)时,经上述处理后速送医院,要小心避免强碱溶液进入眼中,如不及时彻底处理,往往造成视力减弱甚至失明。

(3)溴灼

液溴和溴蒸气对皮肤和粘膜具有强烈刺激性、腐蚀性,液溴与皮肤接触产生疼痛且易造成难以治愈的创伤,严重时会使皮肤溃烂、溴蒸气能引起流泪、咳嗽、头晕、头痛和鼻出血,重者死亡,溴灼伤皮肤时,先用大量水冲洗,再用1体积(25%)氨水、1体积松节油和10体积(95%)酒精混合液洗涤,包扎。如不慎吸入溴蒸气时,可吸入氨气和新鲜空气解毒。

(4)黄磷灼伤

磷通过皮肤进入机体后,会加速体内排钙,引起骨骼脱钙,并可抑制肌体氧化过程,造成蛋白质及脂肪代谢障碍,皮肤被黄磷灼伤时,及时脱去污染的衣物,并立即用清水冲洗(由五氧化二磷、五氯化磷引起的灼伤禁用水冲洗),再用2%碳酸氢钠溶液浸泡以中和生成之磷酸,然后用1%硫酸铜溶液冲洗,以使皮肤上残存的黄磷形成不溶性磷化铜,阻止吸收,灼伤创面禁用含油敷料。

(5)酚灼

酚侵入人体后,分布到全身组织,透入细胞,引起周身性中毒症状,酚直接损害心肌和毛细血管,使心肌变性和坏死,皮肤灼伤时立即用30%~50%酒精揩洗数遍,再用大量清水冲洗干净,而后用硫酸钠饱和溶液湿敷4~6小时,由于酚用水冲淡1∶1或2∶1浓度时,在瞬时可使皮肤损伤加重而增加酚的吸收,故不可先用水冲洗污染物。

酚溅入眼内,应迅速用大量温水冲洗(如无温水则用大量清水冲洗),冲洗时间不少于15分钟,然后用3%硼酸溶液冲洗。

中毒

(1)有毒气体

应将中毒者移至空气流通的地方,进行人工呼吸,输氧,硫化氢中毒者禁止口对口人工呼吸。

二氧化硫、氯气刺激眼部,用2%~3%的碳酸氢钠溶液充分洗涤,咽喉中毒用2%~3%的碳酸氢钠水溶液漱口,或吸入NaHCO3水液的热蒸气,并饮牛奶或15%的氧化镁悬浮液。

(2)强酸

误服硫酸、硝酸、盐酸等强酸后,可引起嘴唇、口腔和咽部烧伤、灼痛,胸骨后和腹部有剧痛,严重者可发生胃穿孔,腹膜炎、休克以至窒息,误服强酸后,应立即用氧化镁溶液100~300毫升或牛奶、豆浆、水调蛋清、花生油等食用油灌胃。(洗胃可在强酸服后立即进行,稍晚即不宜洗胃,以防引起消化道穿孔。)忌用小苏打溶液洗胃,因产生CO2气体可增加穿孔危险。

(3)强碱

误服强碱时,应立即服用柠檬汁、桔汁或内服1%的醋酸溶液,再服1%的硫酸铜溶液以引起呕吐,效果不好时送医院用胃管洗胃。

(4)酚

口服中毒者,应立即吞服植物油15~30毫升并催吐,如催吐失败,早期可用牛奶及温水洗胃,直至洗出物无酚味为止。

(5)钡化合物

钡盐的毒性与溶解度有关,溶解度愈大,毒性愈大。口服中毒者先用温水或5%硫酸钠溶液洗胃,然后再服硫酸钠20~30克(溶于200~300毫升水中),使与胃肠道内尚未吸收的钡离子结合为无毒的硫酸钡,同时起导泻作用,加速其排出。

(6)汞化合物

误入时,用碳粉洗胃,服大量牛奶(1升)或鸡蛋解毒。

当然,更重要的是实验时应严格遵守实验室安全守则,操作要规范,防止发生伤害事故。

化学实验中的事故处理及急救办法

化学实验所用的药品种类繁多,有的是易燃、易爆、剧毒和有腐蚀性;在实验中使用不当就可能发生火灾、中毒、烧伤、爆炸等意想不到的事故;加上实验所用的仪器多数是玻璃制品、电器设备等,增大了潜在的危险性。如果正确使用仪器设备,安全准确操作,事故的发生就可以避免;黑龙江佳木斯农业学校吴发远老师介绍在实验中可能出现的一些事故处理的方法。

火灾事故的处理

(1)油类着火

用砂土或二氧化碳灭火器灭火,也可撒干燥固体的碳酸钠或碳酸氢钠粉末灭火。

(2)电器着火

立即切断电源,用二氧化碳灭火器或四氯化碳灭火器灭火;切忌用水和泡沫灭火器。

(3)仪器内溶剂着火

用大块石棉布将火盖灭,严防用砂土灭火;如大面积着火,可用泡沫式或二氧化碳灭火器。

(4)金属钠着火

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