長柄V形玻璃管在化學(xué)實驗中的新應(yīng)用

雍世偉+李德前

摘要：利用長柄V形玻璃管，改進了滬教版九年級化學(xué)教科書上加熱碳酸氫銨、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)、探究燃燒的條件、探究微粒的運動等實驗。改進后的實驗現(xiàn)象明顯、操作簡便、藥品節(jié)約，而且在教師演示和學(xué)生分組實驗的實踐中收到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：長柄V形玻璃管；化學(xué)實驗改進；實驗探究

文章編號：1005–6629（2016）11–0070–04 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

江蘇省特級教師李德前老師曾研制了一種化學(xué)儀器，叫長柄V形玻璃管。顧名思義，長柄即一段約15cm的直玻璃管；V形管即一段單邊約8cm的V字形支管，如圖1所示。

筆者利用長柄V形玻璃管改進了課本上多個化學(xué)實驗，無論是用于課堂演示，還是在分組實驗上，都收到了良好的效果。下面結(jié)合具體的教學(xué)實踐，分別介紹如下。

1 “加熱碳酸氫銨”實驗

進行該課本實驗時（實驗裝置如圖2所示），由于學(xué)生初學(xué)化學(xué)，對碳酸氫銨的消失錯誤地認(rèn)為是受熱升華了，對聞到的刺激性氣味還以為是碳酸氫銨的氣味。對此，教師通過進一步分析和解釋，學(xué)生才能最終明白。因為在該實驗中，沒有對生成的新物質(zhì)進行驗證，僅僅通過刺激性氣味不足以說明碳酸氫銨受熱分解了。某次化學(xué)課上課代表為了能夠更清楚地了解碳酸氫銨分解出的氨氣，湊到蒸發(fā)皿前去聞氣味，結(jié)果導(dǎo)致該同學(xué)多天不舒服。況且，氨氣直接逸散，對空氣有污染，對學(xué)生有傷害，不利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。

1.1 改進裝置

改進后的實驗裝置如圖3所示（夾持裝置省略）。

1.2 實驗步驟和現(xiàn)象

（1）將滴有無色酚酞試液的棉花球放在長柄的右端，少量碳酸氫銨粉末放在長柄的中部，再將少許澄清石灰水注入V形管內(nèi)（液面以剛好接觸上管壁為宜），用橡皮塞塞緊長柄管口，然后將實驗裝置固定在鐵架臺上。

（2）點燃酒精燈，先預(yù)熱，后對準(zhǔn)藥品加熱；一會兒棉球變紅，澄清石灰水變渾濁，長柄玻璃管內(nèi)壁上出現(xiàn)水珠，最終固體全部消失。

（3）熄滅酒精燈，然后拆開裝置，清洗、整理儀器。

1.3 注意事項

（1）碳酸氫銨的量要盡量少，這樣產(chǎn)生的氨氣少，對空氣造成的污染也少。

（2）提醒學(xué)生不要湊到V形玻璃管口去聞氣體的氣味。

（3）棉球與碳酸氫銨盡量離得遠一些，防止棉球受熱燃燒。

2 “二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)”實驗

課本上安排的“二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)”實驗是分開進行的（實驗裝置如圖4）。教師在授課時，把汽水中產(chǎn)生的二氧化碳先通入紫色石蕊試液中，觀察到紫色石蕊試液變紅；然后在制備二氧化碳時，通入澄清石灰水，觀察到澄清石灰水變渾濁；最后收集二氧化碳，傾倒二氧化碳進行滅火。這樣，操作起來比較復(fù)雜。

2.1 改進裝置

改進后的實驗裝置如圖5、圖6所示（夾持裝置已省略）。

2.2 實驗步驟和現(xiàn)象

（1）用鑷子夾取3～4小塊石灰石輕輕放入V形玻璃管中，用帶有止水夾K1的單孔橡皮塞封閉長柄左端管口，然后固定在鐵架臺上。

（2）將長柄左端的導(dǎo)管插入盛有10mL紫色石蕊試液的試管中，關(guān)閉止水夾。

（3）將少許稀鹽酸注入（或滴入）V形管內(nèi)，液面以剛好接觸上管壁為宜，V形玻璃管底立刻產(chǎn)生大量氣泡，迅速用帶有止水夾K2的單孔橡皮塞塞緊V形玻璃管口，另一端導(dǎo)管插入盛有10mL澄清石灰水的試管中。

（4）觀察到澄清石灰水變渾濁；關(guān)閉K2，打開K1，一會兒紫色石蕊試液變紅色。

（5）撤去澄清石灰水，將導(dǎo)管插入放有如圖6所示的小燒杯中。關(guān)閉K1，打開K2，一段時間后觀察到下層的蠟燭先滅，上層的蠟燭后滅。

（6）實驗結(jié)束拆開裝置，清洗、整理儀器。

2.3 注意事項

（1）當(dāng)固液接觸反應(yīng)后塞緊橡皮塞時，要保證兩個止水夾不同時關(guān)閉，防止由于產(chǎn)生的二氧化碳不能逸出，導(dǎo)致壓強過大，把橡皮塞頂?shù)簟?/p>

（2）盡量使用小燒杯，這樣需要的二氧化碳的量較少，以體現(xiàn)節(jié)約原則。

3 “探究燃燒的條件”實驗

教科書第99頁“練習(xí)與實踐”第2題中的實驗：通過銅片上的紅磷、熱水中的白磷沒有燃燒，而銅片上的白磷燃燒來驗證燃燒的條件（實驗裝置如圖7）。該實驗白磷燃燒時產(chǎn)生的白煙“五氧化二磷”會逸散，造成空氣污染。

3.1 改進裝置

改進后的實驗裝置如圖8所示（夾持裝置已省略）。

3.2 實驗步驟和現(xiàn)象

（1）把兩支相同的長柄V形玻璃管固定在兩個鐵架臺上。

（2）分別從兩個長柄管口將少量等量的白磷和紅磷放在離V形玻璃管較近位置，塞緊橡皮塞；分別從兩個V形玻璃管口將少量等量的紅磷和白磷放在V形玻璃管底。

（3）分別從兩個V形玻璃管口倒入100℃的熱水，以超過上管壁盡量多一些為宜。

（4）一段時間后，兩個V形玻璃管里熱水中的白磷、紅磷和左邊長柄里的紅磷沒有燃燒，而右邊長柄里的白磷燃燒起來，產(chǎn)生了許多白煙。

（5）實驗結(jié)束拆開裝置，清洗、整理儀器。

3.3 注意事項

（1）熱水的量盡可能多一些，以保證熱量傳遞，能使右邊長柄中的白磷溫度較快達到著火點，使其燃燒。

（2）兩個長柄管口要各塞一個橡皮塞，防止產(chǎn)生的白煙逸散，污染環(huán)境。

（3）在V形玻璃管口附近不要有人，防止因白磷燃燒放熱使熱水噴出，造成燙傷。

（4）使用的紅磷和白磷等量、紅磷和白磷放置的位置一樣、熱水的溫度一樣，以方便作對比實驗。

4 “探究微粒的運動”實驗

教科書第63頁“觀察與思考”，利用“濃氨水的揮發(fā)，氨分子的擴散”進行實驗（裝置如圖9），引導(dǎo)學(xué)生探究微粒是不斷運動的。

4.1 改進裝置

改進后的實驗裝置如圖10所示（夾持裝置已省略）。

4.2 實驗步驟和現(xiàn)象

（1）利用酒精噴燈，做成如圖10所示的長柄雙V管，固定在鐵架臺上。

（2）從左端的V形玻璃管口滴入濃氨水，塞緊橡皮塞；從右端的V形玻璃管口滴入濃鹽酸，塞緊橡皮塞。

（3）一會兒在長柄的偏右端部分產(chǎn)生許多白煙。

（4）實驗結(jié)束拆開裝置，清洗、整理儀器。

4.3 注意事項

（1）濃氨水與濃鹽酸的量不要滴入太多，防止污染空氣。

（2）白煙出現(xiàn)的位置偏右，是因為氨氣的相對分子質(zhì)量比氯化氫氣體小、氨氣的運動速率較快導(dǎo)致的。

總之，利用長柄V形玻璃管改進這些化學(xué)實驗，不僅藥品節(jié)省、操作簡便，而且現(xiàn)象明顯、綠色環(huán)保，尤其適合引導(dǎo)學(xué)生分組開展實驗探究活動。

參考文獻：

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[2]陳立銘，李德前.利用長柄V形玻璃管比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性[J].化學(xué)教育，2014，（21）：56～57.

[3]陸春華.“燃燒條件”實驗的創(chuàng)新設(shè)計[J].化學(xué)教學(xué)，2016，（4）：77～79.

[4]朱玉忠，李德前.探究微粒運動實驗的新設(shè)計[J].化學(xué)教學(xué)，2016，（1）：67～69.