褚欣敏 褚俊慶
一、對濃鹽酸和濃氨水性質(zhì)實驗的創(chuàng)新設(shè)計
1.設(shè)計意圖
濃鹽酸和濃氨水是常見的化學(xué)藥品,兩者都易揮發(fā)易腐蝕,在空氣中露置會產(chǎn)生白霧,一旦相遇兩者又會因化學(xué)反應(yīng)形成白煙。但在開放的環(huán)境中進行實驗時,現(xiàn)象不太明顯且容易造成空氣的污染。本實驗通過創(chuàng)新設(shè)計,在密閉環(huán)境中進行操作,既注重了環(huán)保,又能明顯地觀察煙、霧現(xiàn)象的不同,進而激發(fā)學(xué)生實驗興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實踐能力。
2.器材及試劑
器材:輸液管、輸液瓶、注射器、輸壓閥、單向閥、鐵架臺(帶鐵夾)、燒杯。
試劑:濃氨水、濃鹽酸、藍色石蕊試紙、pH試紙、棉花、酚酞試液。
3.實驗裝置
4.實驗步驟
(1)如圖所示連接裝置。
(2)檢查裝置的氣密性。
打開輸液閥1、2、3,關(guān)閉輸液閥5,將連接1的輸液管浸入水中,輕輕擠壓瓶C,產(chǎn)生氣泡,說明整個裝置氣密性良好。
(3)將藍色的石蕊試紙和pH試紙分別粘貼在輸液瓶A的內(nèi)壁,并用水濕潤。
(4)將蘸有酚酞試液的棉花粘貼在輸液瓶C的內(nèi)壁。
(5)關(guān)閉閥門1、2、3,用注射器抽取2ml濃鹽酸輕輕推入輸液瓶A中,觀察,瓶內(nèi)產(chǎn)生白霧,瓶壁凝聚小液滴,藍色的石蕊試紙慢慢變紅,說明濃鹽酸易揮發(fā)并顯酸性。
(6)同樣的方法,用注射器抽取2ml濃氨水輕輕推入輸液瓶C中,仔細觀察,瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧,棉花慢慢變紅,說明濃氨水也易揮發(fā)且顯堿性。
(7)打開閥2、3,抽動注射器4,用力擠壓瓶A、C,可見瓶B內(nèi)立即產(chǎn)生大量濃煙。
5.實驗創(chuàng)新點及意義
(1)利用生活中的廢棄物品取代燒杯等易碎的玻璃儀器,能實現(xiàn)廢物的再利用,體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念。
(2)塑料輸液瓶密封性好,氣密性檢驗方便,試劑用量少,污染小,現(xiàn)象明顯。
(3)感受實驗樂趣的同時,能從微觀角度對宏觀現(xiàn)象作出合理的解釋,有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。
二、雙氧水分解制取氧氣實驗的改進
1.實驗器材
鐵架臺(帶鐵夾)、廢棄塑料輸液瓶2個(100mL)、廢棄輸液管2只、止水夾、集氣瓶3個、帶導(dǎo)管的橡皮塞、10%的過氧化氫溶液、混有MnO2的小水泥塊。
2.實驗裝置
3.裝置特點說明
兩個廢棄塑料輸液瓶一個用于盛放10%的過氧化氫溶液,另一個用作氣體的發(fā)生裝置;輸液管上的塑料小滴壺盛放堿石灰,用于氧氣的干燥;止水夾作為氣體導(dǎo)入的閥門;用作催化劑的MnO2,實驗前先與水泥按2∶1的比例加少量水混合,捏成小塊狀并晾干。
4.實驗操作及現(xiàn)象
(1)組裝儀器,檢查裝置的氣密性:將輸液瓶b與廢棄輸液管相連,輸液管的另一端插入盛水的燒杯中,輕輕擠壓輸液瓶,可見輸液管的另一端產(chǎn)生氣泡,松手后,輸液管內(nèi)形成一段水柱,則說明裝置氣密性良好。
(2)向輸液瓶b中放入幾塊混有MnO2的小水泥塊,向輸液瓶a中倒入10%的過氧化氫溶液適量,塞緊橡皮塞,用廢輸液管連接兩個輸液瓶,固定于鐵架臺上。
(3)調(diào)節(jié)輸液管閥門大小,使過氧化氫溶液以一定流速均勻流下,可見輸液瓶內(nèi)立即產(chǎn)生大量氣泡,用向上排空氣法收集氧氣。
(4)將帶火星的木條置于集氣瓶口,若木條復(fù)燃,證明氧氣已經(jīng)集滿。
(5)關(guān)閉輸液管上的閥門,反應(yīng)自行停止。
5.實驗改進的優(yōu)點
(1)節(jié)約成本。用廢棄的輸液瓶取代價格較貴且易碎的玻璃儀器,不僅增大了反應(yīng)容器,用于制取更多的氧氣,還可以通過廢物的回收利用來培養(yǎng)學(xué)生對資源的節(jié)約意識。
(2)氣密性檢驗方便。只需將輸液管的另一端插入盛水的燒杯中,輕輕擠壓塑料瓶,觀察輸液管的另一端是否產(chǎn)生氣泡即可。
(3)用輸液管代替普通的導(dǎo)氣管,不僅使得氣密性更加良好,同時借助閥門的調(diào)節(jié),使產(chǎn)生的氧氣流更加穩(wěn)定,還能即時控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。
(4)將輸液管上的小滴壺改裝成干燥裝置,能較好地除去氧氣中的水蒸氣,從而進行性質(zhì)實驗時使得現(xiàn)象更加明顯。
(5)改進后的催化劑因為呈塊狀,便于即時回收利用。
(6)借助三通和止水夾,可一次性收集多瓶氣體,節(jié)省了時間,大大提高了實驗效率。
編輯 趙飛飛