淺論微型實驗
理化生教學與研究
作者：潘海敏
摘 要： 微型化學實驗，即以盡可能少的化學試劑獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般隻為常規實驗用量的幾分之一乃至幾千分之一，卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境汙染等目的。微型化學實驗在中學教學中有其獨特優勢，但是在操作過程中同樣存在一些不足，需要教師不斷改進，本文以具體實驗為例探討二者的優缺點。
關鍵詞： 微型化學實驗 中學教學 應用
一、國內外微型化學的研究狀況
自從人類進入工業文明時代之後，化學科學及生產技術的迅猛發展和其他科學一起為人類創造了巨大的、無與倫比的物質財富。回顧化學發展史，化學實驗中的試劑和樣品的用量是隨著科學技術的發展、實驗儀器精度的提高而逐漸減少的。與此同時，化學教育實驗也存在減少試劑用量的趨勢，早在1835年，愛爾蘭人D.R.Reia就提倡實驗微小型化。國外的微型化學實驗是從科學實驗研究中探索其在化學教學中的應用。微型化學實驗在中國的研究相對較晚，1989年我國高等學校化學教育研究中心才把微型化學實驗列入科研計劃，由華東師範大學和杭州師範大學牽頭成立了微型化學實驗研究課題組，並開始了相關研究與應用。在深入開展微型實驗教學的同時，進一步拓展其在生產科研、中學教學中的應用，使微型化學實驗作為綠色化學的一項方法發揮更大作用。
二、微型化學實驗與傳統實驗的對比
微型化學實驗在中學教學中的應用非常廣泛，下麵我舉幾組銅與濃稀硝酸反應的實驗，對微型實驗與傳統實驗進行比較。
（一）銅與濃稀硝酸的常規實驗
儀器：大試管 分液漏鬥 單孔膠塞 導氣管 水槽 集氣瓶
藥品：濃硝酸 稀硝酸 銅片 20%氫氧化鈉溶液 水
裝置：
銅與濃硝酸反應的常規實驗步驟：
1.先往試管裏放入3克銅片，塞緊帶有分液漏鬥和導管的雙孔膠塞，往分液漏鬥裏加入濃HNO溶液，按連接好裝置。
2.調節分液漏鬥活塞，慢慢滴入適量的濃HNO溶液，等該反應進行，產生的紅棕色氣體會逐漸充滿試管，由導氣管口排出該氣體會與水反應生成無色的NO氣體。反應完畢後，可往分液漏鬥中加入NaOH溶液使試管中的NO■氣體充分被吸收，減少對人體的影響。
銅與稀硝酸反應的常規實驗步驟：
1.先往試管裏放入3克銅片，塞緊帶有分液漏鬥和導管的雙孔膠塞，往分液漏鬥裏加入稀HNO溶液，按連接好裝置。
2.調節分液漏鬥活塞慢慢滴入適量的稀HNO溶液等該反應進行，銅片表麵有大量氣泡產生，接近液麵上方有無色氣體，然後試管上方會逐漸出現紅棕色氣體，說明反應先生成NO氣體，然後被空氣中的氧氣氧化為紅棕色的NO氣體。由導氣管口排出該氣體會與水反應生成無色的NO氣體。反應完畢後，可往分液漏鬥中加入NaOH溶液使試管中的NO、NO氣體充分被吸收，減少對人體的影響。
（二）銅片與濃稀硝酸的微型實驗裝置
儀器：Y型管 塑料滴管 單孔橡膠塞 膠頭滴管
藥品：20%氫氧化鈉溶液 銅片 濃硝酸 稀硝酸
裝置：
銅片與濃硝酸反應的微型實驗步驟：
1.往Y型管的一支管中滴入2ml NaOH溶液，往另外一支管中放入0.3克銅片，在塑料滴管中預先吸入濃硝酸。
2.擠壓塑料滴管，使濃硝酸與銅片反應，溶液變藍色，銅片表麵有大量氣泡產生，並產生紅棕色的氣體充滿Y型管內，同時被另一支管內的NaOH溶液吸收。反應完畢後可將2支管內的溶液混合，會有少量藍色沉澱。沉澱為硝酸銅與剩餘的NaOH溶液反應生成的Cu（OH）。
銅片與稀硝酸反應的微型實驗步驟：
1.往Y型管的一支管中滴入2ml NaOH溶液，再往另外一支管中放入0.3克銅片，在塑料滴管中加入稀硝酸。
2.擠壓塑料滴管，使稀硝酸與銅片反應，溶液變藍色，銅片表麵有大量氣泡產生，接近液麵上方有無色氣體，然後試管上方逐漸出現紅棕色氣體，說明反應先生成NO氣體，然後被空氣中的氧氣氧化為紅棕色的NO氣體。產生的NO氣體會被另一支管內的NaOH溶液吸收。反應完畢後可以將2支管內的溶液混合，會有少量藍色沉澱。沉澱為硝酸銅與剩餘的NaOH溶液反應生成的Cu（OH）。