J形管在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用的方式分析

1、J形管在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用的方式分析1、用J形管做系列固、液相反響制取氣體的實(shí)驗(yàn)J形管在上科版高三化學(xué)課本中,設(shè)置有金屬鈉與水的實(shí)驗(yàn)。金屬鈉與水反響的實(shí)驗(yàn)至今不少教材仍使用傳統(tǒng)的演示方法,即將小粒金屬鈉投入含有酚酞水溶液的燒杯中。其主要缺點(diǎn)是無法搜集并點(diǎn)燃?xì)錃?。用J形管做該實(shí)驗(yàn),可通過觀察液面下降,推知有氫氣的生成,且生成的氣體不必利用搜集裝置進(jìn)展搜集,可以直接通過旋轉(zhuǎn)活塞控制流量并點(diǎn)燃,點(diǎn)燃時(shí)氫氣能安靜地燃燒。從而到達(dá)探究金屬鈉和水反響生成氫氣的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹３私饘兮c和水反響,還可利用J形管做一系列固、液相反響制取氣體的實(shí)驗(yàn)。如銅絲與溫?zé)嵯∠跛岱错懼芅O氣體等實(shí)驗(yàn)(如圖1所示)。還有鋁與水反

2、響制氫氣實(shí)驗(yàn)也可選用J形管來做,方法如下:(2)將去除氧化膜后的鋁片,放入飽和Hg(N03)2溶液中,約2分鐘,外表呈灰色,取出用水沖洗干凈。此時(shí)動(dòng)作要迅速,不要將鋁片暴露于空氣中太久。(3)將沖洗干凈的汞齊化鋁片放入裝有飽和NaCl溶液的J形管的短管中,在短管端口處插上涂有凡士林的活塞,將活塞置于開啟狀態(tài);從長(zhǎng)管口處參加飽和 NaCl溶液,排盡活塞處的空氣,關(guān)閉活塞。一開始有細(xì)小的無色氣泡生成,大約3分鐘后,速度加快,此時(shí)有大量的氣泡逸出,長(zhǎng)管中的水面上升,短管中液面下降;同時(shí),有灰色絮狀沉淀生成。該反響能發(fā)生的原理是:鋁片外表經(jīng)汞齊化處理后就無法生成致密的氧化膜,在氯離子催化劑幫助下水就容

3、易和本來活潑的鋁發(fā)生置換反響了c(4)產(chǎn)生的無色氣體約10 mL時(shí),可翻開活塞,點(diǎn)燃,可見氣體燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰。2用J形管做電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)行教材中使用裝置如圖2所示。此套裝置操作簡(jiǎn)便、各電極產(chǎn)物明晰明顯,但也有缺點(diǎn),比方此裝置由于在u形管兩側(cè)均存在支管,所以制取的氯氣中不可防止地混有空氣,不純潔;此裝置只能對(duì)氯氣性質(zhì)進(jìn)展定性分析,無法確定生成氯氣的體積;此裝置在進(jìn)展氯氣的檢驗(yàn)時(shí)處于比較開放的環(huán)境中,氣體外逸,會(huì)造成環(huán)境污染。假設(shè)改用J形管進(jìn)展電解實(shí)驗(yàn),上述問題都可以得到解決。實(shí)驗(yàn)步驟:(1)在J形管短管一端的橡皮塞底部裝好長(zhǎng)度適中的碳棒(筆者采用兩端削好的鉛筆)

4、,作為電解池陽極。在J形管長(zhǎng)管一端固定一根鐵絲作為陰極。(2)短管口處塞好橡皮塞。從J形管長(zhǎng)管口注入飽和食鹽水溶液,至橡皮塞的下端,不要留有氣泡,這是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn):(1)制得的氯氣的純度大大進(jìn)步,幾乎沒有空氣參雜其中。(2)黃綠色的氯氣現(xiàn)象明顯,利用觀察。(3)用注射器進(jìn)展抽取,可隨用隨取,且使本性質(zhì)實(shí)驗(yàn)從定性走向定量。(4)反響中產(chǎn)生的氯氣被密封在J形管中,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,符合綠色環(huán)保的理念。3用J形管做簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器中學(xué)化學(xué)中有很多氣體都是通過固、液相反響制取的。例如氫氣、二氧化碳、二氧化硫、氧氣、乙炔、硫化氫等。教材中多采用的發(fā)生裝置如圖5所示:通過分液漏斗控制液

5、體的滴加速度,生成的氣體凈化后再進(jìn)展搜集。筆者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),將J形管改進(jìn)后可獲得簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器(如圖6所示),該氣體發(fā)生裝置具有使用方便、節(jié)約試劑、無空氣混入、平安等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。使用時(shí),在J形管短管內(nèi)距短管口3至4 cm處小心放置一軟孔木塞,該軟木塞預(yù)先用刀削取約12 mm厚度、打幾個(gè)小孔并削成直徑略大于J型管的內(nèi)徑,軟木塞有彈性,可借用鑷子漸漸將其推入管口內(nèi)。木塞上放置固體,從長(zhǎng)管一端緩慢注入液體,使液面左高右低,且液體不與固體接觸。反響時(shí)開啟活塞,擠出短管一邊空氣,固、液接觸而反響,當(dāng)制取氣體定量時(shí),關(guān)閉活塞,固、液很快脫離,反響停頓,氣體儲(chǔ)存在短管一端,需要時(shí)再開啟活塞放出。利用該簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器,能使反響隨開隨用,隨關(guān)隨停,可廣泛應(yīng)用于教材中多種制氣實(shí)驗(yàn),即可完成系列的塊狀固體和液體反響制取氣體的實(shí)驗(yàn)。例如漂白精片與酸制氯氣、電石與水制乙炔、大理石與酸反響制二氧化碳、銅和濃硫酸制取二氧化硫、銅和硝酸反響制取氮氧化物等等。J形管在我國中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用不廣泛的主要原因可能是教師們不習(xí)慣、不熟悉,故對(duì)J形管的研究就更有價(jià)值了c希望上