吳欽元
如何做到取材普通、裝置簡約、操作方便、現(xiàn)象明顯,這是實(shí)驗(yàn)前需權(quán)衡的,課外實(shí)驗(yàn)尤其如此。
1鹽橋的制取
在原電池裝置中為了消除極化作用而用到鹽橋,鹽橋的制法通常用氯化鉀飽和溶液和瓊脂。制作較麻煩。我采用氯化鉀飽和溶液注滿U形管。在兩邊管日用玻璃紙包封住,然后用線或橡皮筋圈扎住玻璃紙,倒立時(shí)免得液體流出。原理是:玻璃紙是半透膜。離子可自由出入。此鹽橋制作簡便、原料易得、現(xiàn)象明顯易普及。
2火柴頭中硫元素的檢驗(yàn)
教科書中檢驗(yàn)火柴頭硫元素的實(shí)驗(yàn)裝置其一是:“用兩只小燒杯,標(biāo)記為甲、乙,在乙燒杯中加入10ml淺紅色0.01moL/L KMnO4酸性溶液。將兩根安全火柴伸入甲燒杯里,再用一根燃著的火柴點(diǎn)燃火柴頭(見圖1),待火柴頭燒完,即將火柴移出,迅速將甲燒杯倒扣在乙燒杯上,輕輕振蕩乙燒杯,可見高錳酸鉀溶液很快褪為無色?!贝搜b置和方法不易操作。
實(shí)驗(yàn)裝置其二是:“用漏斗、試管、注射器、導(dǎo)管等組成(如圖2所示),將兩根安全火柴放在漏斗下面,用一根燃著的火柴點(diǎn)燃火柴頭。使火柴頭燃燒。慢慢拉動(dòng)注射器的活塞進(jìn)行抽氣,讓火柴頭燃燒產(chǎn)生的氣體通過淺紅色的0.01mol/L KMnO4酸性溶液?!贝藢?shí)驗(yàn)用到的儀器較多,裝置麻煩。
我將此實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成只需一支小試管和酒精燈即可。方法是將兩根火柴頭平放在試管口部,使試管底部略低于試管口,用酒精燈的火焰在放有火柴頭部位加熱,火柴頭受熱燃燒,撤去殘余火柴頭部分(不撤也可不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果),再將試管豎直,由于二氧化硫氣體比空氣重,可見二氧化硫氣體緩緩地從口部沉向底部,在試管中滴入酸性高錳酸鉀溶液(見圖3),振蕩幾下,二氧化硫溶于酸性高錳酸鉀溶液中,紫色很快褪去。此實(shí)驗(yàn)用到器材少、裝置簡約、操作容易?;鸩耦^在試管中燃燒產(chǎn)生的二氧化硫氣體不會(huì)逸散出去,實(shí)驗(yàn)成功率高。
3新裝修居室空氣中甲醛濃度的檢測
教科書中介紹:檢測新裝修居室空氣中甲醛濃度的方法需用到注射器,一般家庭沒有。我改進(jìn)成用塑料袋。方法是取一只不漏氣的塑料袋,把塑料袋內(nèi)壁緊貼或捏成一團(tuán),目的是排盡空氣。然后在新裝修的居室里展開使之最大體積后扎緊袋口,污染氣體就在袋中了,再用一支導(dǎo)管(用廢圓珠筆芯或牛奶吸管等都可)的一端插人袋口,用線扎緊不致漏氣。好讓氣體都從導(dǎo)管里出來,導(dǎo)管另一端伸人盛有酸性高錳酸鉀溶液的試管液面下。雙手捂住塑料袋慢慢地?cái)D壓,使袋里氣體通過導(dǎo)管通入試管的高錳酸鉀溶液中,速度以擠壓塑料袋的輕重來掌握。此實(shí)驗(yàn)一次性取得氣體體積可大可小。視塑料袋大小或扎的位置決定。那么如何知道塑料袋體積?其實(shí)很簡單,用同只塑料袋裝入水。扎實(shí)袋口與裝氣體扎得位置一樣,用衡器稱出質(zhì)量,根據(jù)水的密度即可求出體積來。此實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后,取材容易,每個(gè)家庭都備有,操作簡單,人人都可獨(dú)立完成,較適合學(xué)生課外家庭小實(shí)驗(yàn)。
4用排食鹽水法來收集二氧化碳
在選修教材化學(xué)反應(yīng)原理的課本中,用鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳,根據(jù)各時(shí)間內(nèi)測得氣體體積,求出反應(yīng)速度,課本中介紹用注射器。由于我校沒有人手一套注射器,且推動(dòng)注射器的活塞需相當(dāng)?shù)膲毫Γ暨_(dá)不到推動(dòng)活塞的壓力就不易成功,我就改進(jìn)成用量筒。用排飽和食鹽水來收集二氧化碳,根據(jù)各時(shí)間內(nèi)量筒中收集的體積,計(jì)算出反應(yīng)速度。我們知道二氧化碳?xì)怏w不宜用排水法來收集,原因是較易溶于水,latm、0℃,1體積水可溶解約1體積二氧化碳。那么排飽和食鹽水來收集,二氧化碳?xì)怏w被溶解損耗情況怎樣?筆者通過以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比,取4支長15cm、直徑1.5cm試管,都集滿二氧化碳?xì)怏w,分別倒扣在液面高度相同且盛有無水酒精、水、飽和食鹽水、飽和碳酸氫鈉的四個(gè)燒杯里,比較試管中液面上升速度和程度得到如下表數(shù)據(jù)(當(dāng)日最高氣溫12℃)。
以上證明二氧化碳最易溶于酒精,其次是水,最小是飽和食鹽水。故平時(shí)用到二氧化碳?xì)怏w,可用排飽和食鹽水來收集,由于排食鹽水法隨時(shí)可觀察到二氧化碳收集到了什么程度,克服了排氣法難以觀察,而需借助于帶火木條熄滅來檢驗(yàn)的缺點(diǎn)。此方法直觀,短時(shí)間內(nèi)收集損耗極少,又廉價(jià),且該溶液留存可反復(fù)使用不會(huì)失效和變質(zhì)。