宋曙波

[摘 要]化學實驗中的中和熱測定實驗在各版本教材中尚存在一些不足之處，而采用數(shù)字化實驗技術，通過溫度傳感器實時檢測中和反應過程中溶液溫度的變化，可使實驗更顯科學性，更具說服力。

[關鍵詞]數(shù)字化實驗技術 溫度傳感器 中和熱測定 改進

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058（2015）320095

一、不同版本教材的中和熱測定實驗回顧

1.人教版“實踐活動”

（1）在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。

（2）用一個量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記為初始溫度，然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。

（3）用另一量筒量取50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記為初始溫度。

（4）把套有蓋板的溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面），蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度。

（5）重復實驗步驟（2）（3）（4）三次。

2.蘇教版“活動與探究”

（1）用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入簡易量熱計中，測量并記錄鹽酸的溫度（t1）。

（2）用另一量筒量取50mL0.50mol/L氫氧化鈉溶液，測量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度（t2）。

（3）將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中，立即蓋上蓋板，用環(huán)形玻璃攪拌棒不斷攪拌，觀察溫度計的溫度變化，準確讀出并記錄反應體系的最高溫度（t3）。

（4）假設溶液的比熱與水的比熱相等，溶液的密度與水的密度相等，忽略量熱計的比熱，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計算中和反應的反應熱。

3.不同教材的比較

蘇教版和人教版呈現(xiàn)的“中和熱的測定”實驗，儀器和藥品略有不同，實驗操作基本相同。

儀器上，蘇教版使用了“簡易量熱計”，免去了制作的麻煩，且保證了良好的隔熱保溫效果；人教版的儀器需要事先制作好，關鍵要保證墊了泡沫塑料（或紙條）之后，小燒杯杯口與大燒杯杯口要相平。

藥品上，鹽酸濃度都是0.50mol/L，氫氧化鈉溶液的濃度略有不同。人教版使用了0.55mol/L氫氧化鈉溶液，比鹽酸稍過量，保證了酸堿充分反應。

操作上，都是使用溫度計來測量溶液的初始溫度和終止溫度（最高溫度）。反應過程中溫度是變化的，很難準確判斷出哪個溫度是最高溫度，且由于溫度變化較小，所以會帶來讀數(shù)上較大的誤差。

二、結合數(shù)字化實驗技術改進中和熱測定實驗

1.試劑與儀器

（1）實驗藥品：0.50mol/LNaOH溶液、0.50mol/LHCl溶液。

（2）儀器：溫度傳感器、簡易量熱計、環(huán)形玻璃攪拌棒、量筒（50mL，2個）、膠頭滴管。

溫度傳感器由溫度探針和傳感器電路構成，其溫度敏感元件置于探針的頂端，用于測量物質的溫度。量程為-20℃～+130℃，分度0.1℃。使用方法類似溫度計，使用時要讓被測物體與探針頂端充分接觸。請注意保護溫度傳感器金屬探針，不能用力拉、壓，或使其處于其他受力狀態(tài)，更不能在堅硬物體表面摩擦金屬探針，勿用火焰直接對金屬探針加熱。

2.實驗操作

（1）用數(shù)據(jù)線連接計算機、數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器。如出現(xiàn)“找到新的硬件向導”窗口時，選擇“是，僅這一次”，點擊“下一步”兩次，出現(xiàn)“完成找到新硬件向導”后點擊“完成”，此時看到數(shù)據(jù)采集器有紅、藍兩個指示燈亮，即可正常使用。

（2）雙擊桌面“DIS實驗室6.9”圖標，打開實驗軟件系統(tǒng)，點擊“通用軟件”，系統(tǒng)自動識別所接入的傳感器，并顯示當前溫度值。點擊工具欄中的“計算表格”圖標，打開計算表格窗口。

（3）用量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液，將溫度傳感器探針頂端插入溶液中，選擇“手動記錄”欄中“點擊記錄”，表格中將會記錄下NaOH溶液的溫度

（t1）。

用洗瓶沖洗溫度傳感器金屬探針，并用濾紙吸干水分。

（4）用量筒量取50mL0.50mol/LHCl溶液，倒入中和熱測定器（含環(huán)形攪拌棒）中，將溫度傳感器金屬探