自制“氨氣的音樂噴泉”實(shí)驗(yàn)教具

孔玲蕓

（江蘇省丹陽高級(jí)中學(xué) 江蘇 丹陽 212300）

為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)“氨氣極易溶于水”這一性質(zhì)，不同版本的高中化學(xué)教材《化學(xué)1》中都安排了“氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)”，以增強(qiáng)知識(shí)的趣味性。教材通常都是利用如圖1所示裝置完成氨氣的噴泉演示實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，完成該實(shí)驗(yàn)存在以下不足：（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備包括氨氣的制備、收集和儲(chǔ)存等，工作量大而繁瑣。（2）氨氣在制備、組裝噴泉實(shí)驗(yàn)裝置過程中會(huì)泄漏，污染環(huán)境。（3）實(shí)驗(yàn)的知識(shí)探究功能單一，僅能驗(yàn)證氨氣的水溶性和氨水的堿性。

為了克服上述不足，許多化學(xué)教師對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)方案主要集中在兩個(gè)方面：一是實(shí)驗(yàn)裝置的集成化［1－3］，二是實(shí)驗(yàn)裝置的簡易化［4－5］。 本人在借鑒已有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，制作了一套能在課堂上快速完成氨氣的制備、收集、儲(chǔ)存和噴泉實(shí)驗(yàn)，能體現(xiàn)出氨水性質(zhì)的綜合性實(shí)驗(yàn)教具——“氨氣的音樂噴泉”，以替代教材中的氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)踐表明：使用該教具進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新意識(shí)，具有良好的教學(xué)效果。

一、教具制作

該實(shí)驗(yàn)教具的核心是制作加工了一個(gè)雙口內(nèi)膽燒瓶（如圖2所示）：

該裝置是由250mL圓底燒瓶改制而成：在圓底燒瓶上口內(nèi)燒接一只上端鑿有幾個(gè)小孔的試管，在圓底燒瓶底部燒接下口。雙口內(nèi)膽燒瓶的試管用作NaOH固體與NH4Cl固體反應(yīng)制備NH3的容器，雙口內(nèi)膽燒瓶的燒瓶用于收集NH3，雙口內(nèi)膽燒瓶的下口連接導(dǎo)管用于在噴泉實(shí)驗(yàn)過程中排出燒瓶中的空氣和吸取燒杯中的水。

為了便于組裝、便于讓全班學(xué)生清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象，本人按下列方法制作了“氨氣的音樂噴泉”裝置（如圖3所示）：

圖3 “氨氣的音樂噴泉”實(shí)驗(yàn)教具

（1）加工一塊長、寬、高規(guī)格為“46 cm×2 cm×68 cm”的白色木板，將底座加厚，便于實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)安放。

（2）在木板相應(yīng)的兩處位置鉆孔，安裝夾持雙口內(nèi)膽燒瓶的鐵夾。

（3）將音樂賀卡（含電池）用502膠水粘貼在木板上，用導(dǎo)線將兩極與兩根鐵絲相連。

二、實(shí)驗(yàn)操作

（1）在檢查裝置氣密性后，向雙口內(nèi)膽燒瓶的試管中加入NH4Cl和NaOH固體各2g，在膠頭滴管和燒杯中裝水，并向燒杯水中滴入2～3滴酚酞（如圖4所示）。

（2）擠壓膠頭滴管向試管中滴加大約10滴水，可觀察到試管中迅速發(fā)生反應(yīng)，固體混合物變成糊狀物，產(chǎn)生大量氣泡。這是因?yàn)椋篘aOH固體溶于水放出大量的熱，使NaOH、NH4Cl的糊狀物溫度升高，生成NH3。其化學(xué)方程式為：

NaOH（s）＋NH4Cl（s）=NH3（g）＋NaCl（aq）＋H2O（l）

隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NH3不斷逸出。由于NH3的密度比空氣小，NH3將燒瓶中的空氣通過導(dǎo)管向下排出，并充滿整個(gè)燒瓶。

（3）約1分鐘后，燒杯中的水被迅速吸入燒瓶，形成紅色的噴泉，同時(shí)音樂賀卡鳴響（如圖5所示）。這是因?yàn)椋弘S著NaOH與NH4Cl反應(yīng)的進(jìn)行，從導(dǎo)管排出的NH3溶于水速度快且溶解量大，燒瓶中產(chǎn)生的負(fù)壓迅速將燒杯中滴有酚酞的水吸入燒瓶中，形成了紅色噴泉。NH3溶于水生成的一水合氨發(fā)生電離， 生成了NH4＋和OH－在電場的作用下定向移動(dòng)，接通了電路，使音樂賀卡發(fā)出樂曲聲響。

三、教具優(yōu)點(diǎn)

通過多次的化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，“氨氣的音樂噴泉”實(shí)驗(yàn)教具具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）該教具集“氨氣制備方法、密度、水溶性，NH3·H2O電離”等知識(shí)為一體，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)裝置、多個(gè)實(shí)驗(yàn)”和“一個(gè)操作、多個(gè)現(xiàn)象”，有助于學(xué)生構(gòu)建氨的知識(shí)體系；

（2）展板化設(shè)計(jì)既省去搭建裝置的時(shí)間，又能直觀呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

（3）音樂伴隨著紅色噴泉，現(xiàn)象生動(dòng)有趣；

（4）實(shí)驗(yàn)操作簡捷、無污染，實(shí)驗(yàn)成功率高；

（5）裝置清洗方便，用吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)吹2～3分鐘后即能重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

［1］ 李維芬等．氨氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012，（9）：48－49

［2］ 鄒標(biāo)．快捷連續(xù)通用的音樂噴泉實(shí)驗(yàn)裝置［J］．化學(xué)教育，2014，（1）：68－69

［3］ 王曼麗等．噴泉實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)［J］．實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2013，（1）：28－29

［4］ 俞遠(yuǎn)光．氨氣系列性質(zhì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)［J］．化學(xué)教學(xué)，2013，（9）：46－47

［5］ 朱俊燕等．噴泉實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與趣味拓展［J］．教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2014，（5）：39－40