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      自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器

      2021-04-28 08:09:26甘肅省民勤縣第四中學733399白俊杰
      中小學實驗與裝備 2021年2期
      關鍵詞:紅棕色二氧化氮注射器

      甘肅省民勤縣第四中學(733399) 白俊杰

      在“用量少、成本低、污染小、實用性強、充分利用生活中的常見用品和廢棄物”原則的指導下,筆者設計了微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器。

      1 使用材料和試劑

      粉狀青霉素試劑瓶3個、20 mL醫(yī)用注射器3個、同規(guī)格一次性注射器針頭7個、一次性靜脈注射細導管5段、銅絲、濃硝酸。

      2 裝置設計及實物圖

      自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器的設計圖見圖1。

      圖1 自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器設計圖

      3 轉(zhuǎn)化器的用途及使用

      利用自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器探究溫度變化對化學平衡移動的影響、探究壓強變化對化學平衡移動的影響。

      3.1 氣體的制取

      (1)檢查裝置的氣密性:先打開K1、K2、K3、K4,再用注射器向2號瓶中注入空氣。若1、3號瓶上連接的注射器活塞向外移動,則證明氣密性良好。

      (2)向2號瓶中加入銅絲,用注射器抽去裝置中的空氣。

      (3)用注射器向2號瓶中注入適量濃硝酸,反應一段時間,使1、2、3號瓶內(nèi)充滿紅棕色氣體。

      (4)調(diào)整1、3號瓶上連接的注射器活塞在10 mL刻度處,夾住K1、K2、K3、K4。

      3.2 探究溫度變化對平衡移動的影響

      操作:把1號瓶放在熱水里,把3號瓶放在冰水(冷水)里,把2號瓶置于室溫下(做空白對照實驗),一段時間后觀察對比1、2、3號瓶中氣體顏色的變化。

      現(xiàn)象:1號瓶中紅棕色氣體顏色較2號瓶中紅棕色氣體顏色深,3號瓶中紅棕色氣體顏色較2號瓶中紅棕色氣體顏色淺。

      3.3 探究壓強變化對平衡移動的影響

      操作:先把1號瓶上連接的注射器活塞迅速移動到5 mL刻度處,觀察紅棕色氣體顏色的變化并與2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色進行對比分析,再把3號瓶上連接的注射器活塞迅速移動到20 mL刻度處,觀察紅棕色氣體顏色的變化并與2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色進行對比分析。

      現(xiàn)象:1號瓶上連接的注射器內(nèi)紅棕色氣體先突然加深隨后又逐漸變淺,但最終比2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色深。3號瓶上連接的注射器內(nèi)紅棕色氣體先突然變淺隨后又逐漸變深,但最終比2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色淺。

      結(jié)論:增大壓強,平衡向氣體體積減弱的方向移動;減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動。

      4 轉(zhuǎn)化器的優(yōu)點

      制作該微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器的主要原料是已消毒處理的廢舊青霉素試劑瓶、醫(yī)用注射器和一次性靜脈注射細導管,實現(xiàn)了廢物再利用,節(jié)約了成本。該微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器在課堂教學中使用方便,操作簡單,試劑用量少,現(xiàn)象明顯。把抽象問題簡單化,通過實驗現(xiàn)象幫助學生理解了溫度和壓強對化學平衡移動的影響,大大提高了課堂的教學效率和教學質(zhì)量。

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