程 洁

（江苏省宜兴市丁蜀高级中学，江苏宜兴 214200）

一、“浓度对草酸溶液和高锰酸钾溶液反应速率的影响”实验存在的问题

为了让学生体会化学反应中反应速率的相关影响因素，理清反应物浓度和催化剂等因素对化学反应的影响，在教学中经常利用草酸和高锰酸钾溶液的反应实验来辅助学生探究。

该实验主要利用的实验原理如下：

5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+8H2O

在原有实验中，教师选取A、B两支大小相同的试管，并将4 ml浓度为0.01 mol/L的KMnO4分别加入A、B两支试管当中，然后，将2 ml浓度为0.1 mol/L的H2C2O4溶液加入试管A中，观察实验现象，并将混合溶液褪色的时间记录下来。然后，将2 ml浓度为0.2 mol/L的H2C2O4溶液加入试管B中，观察实验现象，并将混合溶液褪色的时间记录下来。通过实验操作我们会发现，在向装有浓度为0.01 mol/L的KMnO4的A、B两个试管中加入浓度不同的H2C2O4后，在起初的一段时间内，A、B两支试管并没有明显的实验现象，一段时间后，两支试管中溶液的颜色开始逐渐褪去，并且装有0.2 mol/L的H2C2O4溶液的B试管褪色的时间比装有0.1 mol/L的H2C2O4溶液的A试管褪色的时间要短[2]。

详细情况如下：在试管A中加入0.1 mol/L的H2C2O4溶液后，经过8分38秒后溶液颜色开始发生变化，经过15分28秒后溶液颜色褪成黄色。在试管B中加入0.2 mol/L的H2C2O4溶液后，经过20分16秒后溶液颜色开始发生变化，经过26分01秒后溶液颜色褪成黄色。高中阶段的化学课一节课时间是45分钟，如果在课上单做这一个实验就耗费了26分钟，效率较低，并不符合高效的化学课堂教学要求。

二、“浓度对草酸溶液和高锰酸钾溶液反应速率的影响”实验改进探究

为了提高“浓度对草酸溶液和高锰酸钾溶液反应速率的影响”实验的课堂操作性，我们可以围绕以下几个方面来进行实验改进。第一点，实验中不同浓度的H2C2O4与相同浓度的KMnO4反应，观察到实验现象的时间要有明显的不同。第二点，为了减少实验占据的时间，整个反应过程的时间控制在3分钟之内。第三，混合溶液在一定时间内不能褪色。

实验改进方案一：减小KMnO4的浓度，由原来的0.01 mol/L的浓度变为0.002 mol/L的浓度，观察实验现象并记录实验时间。在试管A中加入0.1 mol/L的H2C2O4溶液后，经过15分01秒后溶液颜色开始发生变化，经过22分11秒后溶液颜色褪成黄色。在试管B中加入0.2 mol/L的H2C2O4溶液后，经过20分19秒后溶液颜色开始发生变化，经过30分03秒后溶液颜色褪成黄色。整个反应时间未能明显缩短，并不适合课堂上来操作。

实验改进方案二：减少试管中KMnO4的体积，由原来的4 ml减少为2 ml，其他因素不变。在试管A中加入0.1 mol/L的H2C2O4溶液后，经过13分02秒后溶液颜色开始发生变化，经过15分22秒后溶液颜色褪成黄色。在试管B中加入0.2 mol/L的H2C2O4溶液后，经过20分13秒后溶液颜色开始发生变化，经过22分11秒后溶液颜色褪成黄色。该方案与方案一的实验时间有明显不同，但是耗费时间依然较长。

实验改进方案三：增大H2C2O4的浓度，由原来的0.1 mol/L和0.2 mol/L增加至0.5 mol/L和1.0 mol/L，观察实验现象并记录实验时间。在试管A中加入0.5 mol/L的H2C2O4溶液后，经过2分13秒后溶液颜色开始发生变化，经过3分02秒后溶液颜色褪成黄色。在试管B中加入1.0 mol/L的H2C2O4溶液后，经过3分48秒后溶液颜色开始发生变化，经过6分21秒后溶液颜色褪成黄色。增大H2C2O4的浓度后，整个实验的反应时间明显缩短，基本上7分钟内能够完成，但是相对于45分钟的课堂教学时间而言，该实验时间还需要进一步缩短。

实验改进方案四：增大H2C2O4的浓度，由原来的0.1 mol/L和0.2 mol/L增加至0.5 mol/L和1.0 mol/L；同时，减少试管中KMnO4的容量，由原来的4 ml减少为2 ml，观察实验现象并记录实验结果。分别向装有1 ml KMnO4的试管A、B中分别加入0.5 mol/L和1.0 mol/L的H2C2O4溶液。其中，试管A加入1.0 mol/L的H2C2O4溶液后，经过1分17秒后溶液颜色开始发生变化，经过1分54秒后溶液颜色褪成黄色。试管B中加入1.0 mol/L的H2C2O4溶液后，经过2分08秒后溶液颜色开始发生变化，经过2分50秒后溶液颜色褪成黄色。整个实验提高了H2C2O4的浓度，增加了单位体积内分子的数目，缩短了褪色时间，并且减少了KMnO4的使用量，很适合课上演示。

实验改进方案五：增大H2C2O4的浓度，由原来的0.1 mol/L和0.2 mol/L增加至0.5 mol/L和1.0 mol/L，并将浓度为0.01 mol/L的KMnO44 ml减少为1 ml，观察实验现象并记录实验时间。在试管A中加入0.5 mol/L的H2C2O4溶液后，经过2分06秒后溶液颜色开始发生变化，经过2分50秒后溶液颜色褪成黄色。在试管B中加入1.0 mol/L的H2C2O4溶液后，经过1分16秒后溶液颜色开始发生变化，经过1分54秒后溶液颜色褪成黄色。整个实验反应过程耗费的时间明显缩短，减少了化学课堂教学中做实验占据的时间，提高了课堂教学时间的利用率。

实验改进方案六：增大H2C2O4的浓度，由原来的0.1 mol/L和0.2 mol/L增加至0.5 mol/L和1.0 mol/L,同时，减少KMnO4的浓度，由原来的0.01 mol/L的浓度变为0.002 mol/L的浓度，观察实验现象并记录实验结果。向装有4 ml浓度为0.002 mol/L KMnO4的试管A、B中分别加入2 ml浓度为0.5 mol/L和1.0 mol/L的H2C2O4。其中，A试管中7分44秒时开始出现颜色变化，到12分32秒时褪成黄色，B试管中3分24秒时开始出现颜色变化，到5分32秒时褪成黄色。整个实验提高了H2C2O4的浓度，增加了单位体积内的分子数目，褪色反应时间有所减少，但是时间还是较长，并不适合课上的演示。

三、“浓度对草酸溶液和高锰酸钾溶液反应速率的影响”实验改进结果

通过“浓度对草酸溶液和高锰酸钾溶液反应速率的影响”实验改进探究发现，方案五不仅能够缩短实验时间，提高课堂教学效率，还将化学药品的使用量降到了最低，体现了绿色化学的理念，既适合教师的课堂教学演示，也适合学生的操作实验。

[1] 杨明生,关强.中学化学实验教学研究的现状分析报告[J].化学教育,2012,(01):57.

[2] 李素荣.新课程下高中化学实验教学存在的问题与解决策略[J].辽宁师专学报,2010,(09):11-12.