九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

1、淺談化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)的點(diǎn)滴方法甘肅省瓜州縣三道溝鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué) 石玉君摘 要:在我們教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)人教版課改教材某些實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容安排、設(shè)計(jì)、儀器裝置和藥品選配等方面仍然存在一些不盡人意的地方。有些實(shí)驗(yàn)裝置不盡科學(xué),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)事費(fèi)力、而且有些現(xiàn)象不夠明顯；有的實(shí)驗(yàn)設(shè)置過于呆板，學(xué)生感覺學(xué)習(xí)枯燥；有的化學(xué)概念應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能更好的完成，然而在課改教材里卻沒有安排；有些實(shí)驗(yàn)課則安排不當(dāng)，學(xué)生難以獨(dú)立完成；有些實(shí)驗(yàn)尚未考慮環(huán)保因素，可能導(dǎo)致健康危害、污染環(huán)境等，對(duì)完成化學(xué)教學(xué)任務(wù)，促使學(xué)生探究性學(xué)習(xí)具有很大的局限。關(guān)鍵詞：化學(xué) 實(shí)驗(yàn)裝置 改進(jìn) 創(chuàng)新一、二氧化碳制備與性質(zhì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 關(guān)于二氧化碳

2、的實(shí)驗(yàn)一般分為兩部分制取和性質(zhì)。制取通常用大理石和稀鹽酸反應(yīng)，性質(zhì)主要是探究其密度、溶解性、不支持燃燒和與水反應(yīng)等。在制備二氧化碳和收集之后在來檢驗(yàn)性質(zhì)，主要方法有用燃著的木條檢驗(yàn)可燃性，用高矮不一的蠟燭檢驗(yàn)其密度大小，用澄清石灰水檢驗(yàn)?zāi)芊衽c之反應(yīng)，用紫色石蕊溶液檢驗(yàn)其能否溶于水，生成了什么物質(zhì)，及該物質(zhì)的酸堿性。但上面的實(shí)驗(yàn)有兩點(diǎn)不足：a. 實(shí)驗(yàn)不連貫，耗時(shí)太長(zhǎng)，不利于課堂操作。b. 反應(yīng)物混在一起不便于分離回收。針對(duì)這兩點(diǎn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)如下圖。通過一整套裝置將二氧化碳的制備與性質(zhì)一起探究。首先是制備裝置、然后通過澄清石灰水來證明二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；后面二氧化碳通過紫色石蕊溶液，證明二

3、氧化碳溶于水后生成的碳酸使紫色石蕊溶液變紅；最后將二氧化碳導(dǎo)入放有階梯蠟燭的燒杯中，證明二氧化碳密度比空氣大，不支持燃燒的性質(zhì)。在試管中加濾網(wǎng)不僅可以將大理石與稀鹽酸分開，也可以使大理石與稀鹽酸的接觸面增加，使得反應(yīng)更充分，利用了啟普發(fā)生器原理。此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)將傳統(tǒng)分散的實(shí)驗(yàn)綜合了，克服了以前實(shí)驗(yàn)存在的不足，成為了一個(gè)連貫，快捷，方便的實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察歸納和器具的整理清洗都有幫助。二、過氧化氫制取氧氣裝置的改進(jìn)2.1【設(shè)計(jì)意圖】 使用傳統(tǒng)的玻璃儀器制取氧氣，儀器容易破碎，連接裝置麻煩，還需要檢查裝置的氣密性等，使用起來不是很方便。為了能快速安全方便地制取氧氣，我將過氧化氫制取氧氣的

4、裝置進(jìn)行了改進(jìn)，效果不錯(cuò)。  2.2【實(shí)驗(yàn)裝置】 2.3【實(shí)驗(yàn)原理】        2H2O2 2H2O + O2 【實(shí)驗(yàn)用品】 儀器：250 mL醫(yī)用輸液瓶、20 mL注射器、輸液管、燒杯、酒精燈、藥匙、火柴  藥品：二氧化錳、5%的過氧化氫溶液2.4【實(shí)驗(yàn)操作】在上課前準(zhǔn)備好一個(gè)250 mL醫(yī)用輸液瓶、1支20 mL注射器與1根輸液管。輸液管剪去一部分，只需留下一段，進(jìn)空氣的管要先用火燒一下使其密封。 拔下注射器的活塞，向在其中加入一定量的二氧化錳，安裝好活塞。

5、吸取一定量的水，振蕩，將混合物注入輸液瓶中。 將輸液管插入輸液瓶的膠塞中。用注射器向輸液瓶中加入5%的過氧化氫溶液，即可制取氧氣。 2.5【說明】 本實(shí)驗(yàn)用到250 mL醫(yī)用輸液瓶、20 mL注射器2支、輸液管1根，都可以是醫(yī)用廢棄品；輸液瓶和注射器最好都是塑料的，不容易破碎。   使用輸液瓶、注射器、輸液管做制取氧氣的發(fā)生裝置，好處很多：a.輸液瓶的容積大，可以用來制取大量的氧氣；b.密封性好，可以省去檢查裝置的氣密性的操作；c.與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的任何裝置相比較，連接裝置起來要簡(jiǎn)便多；d.使用注射器能很好地控制過氧化氫的使用量和反應(yīng)

6、速率; e.注射器的使用，使操作簡(jiǎn)便安全；f.絕不用擔(dān)心液體會(huì)飛濺出來,非常安全。g.節(jié)省藥品（輸液瓶里面的二氧化錳可以多次使用，損失的可能性也非常??；用過后拔掉輸液管，里面的氧氣不會(huì)擴(kuò)散到空氣中，下次使用可以減少過氧化氫的使用量）；h.廢物利用，節(jié)約資金（輸液瓶和注射器都有塑料的，不容易破碎，要用多少都可以找到并且可反復(fù)使用）；i.適合學(xué)生做實(shí)驗(yàn)用；j.有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，節(jié)約思想，變廢為寶的理念三、氫氣實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)3.1改進(jìn)的意義做氫氣在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，感到實(shí)驗(yàn)裝置存在以下不足：其一、實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境造成較大的污染；其二，氫氣在氯氣中燃燒的持續(xù)時(shí)間較短；其三，燃燒產(chǎn)生的蒼白色火焰不易

7、被學(xué)生觀察到。故本文對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置不僅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象好，彌補(bǔ)了原裝置對(duì)環(huán)境造成污染的不足，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的綠色化，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，并能同時(shí)進(jìn)行氯氣和氯化氫的相關(guān)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。3.2改進(jìn)的方法 收集滿氯氣于燒瓶中，用膠塞塞緊，倒放在鐵架臺(tái)的鐵圈上。將一小段蠟燭在酒精燈上加熱，部分融化后，將其固定在燒瓶的外壁上備用。 在盛水的燒杯中，滴入紫色石蕊試液。滴入量以顏色變?yōu)樽仙珵橐?。將帶有玻璃短彎管、玻璃尖嘴?dǎo)氣管的雙孔膠塞安裝在燒瓶上，短彎管伸出膠塞約05mm長(zhǎng)；尖嘴導(dǎo)管伸進(jìn)燒瓶的長(zhǎng)度由燒瓶的容積來確定，尖嘴位置高度在倒放的燒瓶容積的1413處。用橡皮筋將氣球系在短玻璃導(dǎo)管上，再用咬頭滴管

8、滴入12mL水于氣球中。最后用乳膠管將尖嘴導(dǎo)管與制氫簡(jiǎn)易裝置相連(圖1)。3.3改進(jìn)裝置圖3.4實(shí)驗(yàn)操作方法a.用簡(jiǎn)易裝置制取氫氣，驗(yàn)純后點(diǎn)燃，在左手取下裝氯氣燒瓶的膠塞時(shí)，用右手迅速將點(diǎn)燃?xì)錃獾募庾鞂?dǎo)管伸進(jìn)燒瓶?jī)?nèi)，同時(shí)塞緊雙孔膠塞，如圖1所示。此時(shí)，可看到氫氣在氯氣中平靜地燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，燃燒火焰與氫氣在空氣中的燃燒明顯不同，現(xiàn)象明顯。燃燒持續(xù)一段時(shí)間后，由于燃燒產(chǎn)生的熱使燒瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，氣球逐漸脹大；同時(shí)由于燒瓶受熱，溫度升高，固定在上方的蠟燭掉了下來。待氯氣的黃氯色逐漸變淡后，用彈簧夾夾住乳膠管，停止通氫，燃燒終止。 b.撤去制氫裝置，將燒瓶取下，倒轉(zhuǎn)使氣球內(nèi)的水進(jìn)入燒瓶中，此時(shí)，

9、可看到燒瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生大量白霧(由氯化氫溶于水產(chǎn)生)。c.將燒瓶倒放在鐵圈上，與尖嘴管、導(dǎo)氣管相連后，再將導(dǎo)管放人燒杯中，如圖2所示。打開彈簧夾，可看到燒瓶?jī)?nèi)形成美麗的噴泉，逐漸上升的液面上白霧茫茫，燒杯中紫色的水到達(dá)燒瓶后變?yōu)榧t色，過一段時(shí)間，燒瓶?jī)?nèi)的水變成了無色(這是由于未完全燃燒的氯氣溶于水產(chǎn)生的次氯酸的漂白作用)。當(dāng)噴泉實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一半時(shí)間左右，關(guān)閉導(dǎo)氣管的止水夾，停止實(shí)驗(yàn)，將導(dǎo)氣管插入另一個(gè)盛 2的氫氧化鈉溶液的燒杯中(燒杯內(nèi)先滴12滴酚酞)，打開止水夾，繼續(xù)噴泉實(shí)驗(yàn)，直到噴泉不再產(chǎn)生，說明瓶?jī)?nèi)的氯氣完全被中和。3.5 注意事項(xiàng)a.裝置的氣密性要好，否則不僅達(dá)不到環(huán)保和綠色化學(xué)的要求，還影響噴

10、泉實(shí)驗(yàn)的效果。b.產(chǎn)生的氫氣要平穩(wěn)，點(diǎn)燃時(shí)火焰高度以11.5cm為宜。c.為了進(jìn)一步做氯氣的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)在燃燒的過程中要特別注意，當(dāng)火焰快要熄滅時(shí)，立即停止通人氫氣，確保氯氣過量。d.連結(jié)燒瓶和制氫裝置的乳膠管長(zhǎng)度以點(diǎn)燃?xì)錃馍爝M(jìn)燒瓶時(shí)彎曲不堵為宜。四、一氧化碳還原氧化鐵改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒔滩膶?shí)驗(yàn)一氧化碳還原氧化鐵復(fù)雜的聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，分割成幾個(gè)獨(dú)立的小實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便；將有毒的CO始終控制在密封的集氣瓶中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不僅便于實(shí)驗(yàn)操作和觀察現(xiàn)象，而且注重環(huán)保、節(jié)省與安全。4.2實(shí)驗(yàn)用品鐵、CO、澄清的石灰水、125mL集氣瓶、帶塞導(dǎo)管、酒精燈、藥匙、濾紙、磁鐵4.3實(shí)驗(yàn)裝置4.4實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備第

11、一：取一只直徑大小與集氣瓶口徑匹配的橡膠塞，用打孔器打一直徑約4毫米的孔至三分之一深度，將一根短玻璃導(dǎo)管的一端固定在橡膠塞中；用玻管在氧化鐵粉末中上下插幾下，管內(nèi)就會(huì)留有一段氧化鐵，用紙擦去管外壁上的氧化鐵粉末。第二：用排澄清石灰水的方法收集一瓶CO氣體，并在瓶?jī)?nèi)預(yù)留少量澄清石灰水，蓋上玻片備用（可用圖1所示的裝置制?。?.5實(shí)驗(yàn)步驟a.實(shí)驗(yàn)時(shí)，手持橡膠塞將裝有適量氧化鐵粉末導(dǎo)管的一端在酒精燈上灼燒至紅熱后（如圖2），迅速插入裝有CO的集氣瓶中（如圖3），待玻璃導(dǎo)管冷卻后取下橡皮塞，并用玻片蓋住集氣瓶口。b.將玻璃導(dǎo)管中的固體用火柴梗戳出，轉(zhuǎn)移到濾紙上。c.將磁鐵靠近濾紙上方，有黑色粉末被磁

12、鐵吸引，說明有鐵生成；振蕩集氣瓶中的石灰水，觀察到澄清的石灰水變渾濁，說明有CO2生成。d.點(diǎn)燃瓶?jī)?nèi)剩余的CO氣體作尾氣處理。e.實(shí)驗(yàn)后將實(shí)驗(yàn)所得的被磁鐵吸引的“黑色粉末”與還原性鐵粉做了進(jìn)一步的對(duì)比，分別加入稀鹽酸后，都能產(chǎn)生小氣泡。4.6實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意義a.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，減少了加熱前先通CO（不能點(diǎn)燃）的環(huán)節(jié)，既縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，又集中了學(xué)生的有效注意力，現(xiàn)象明顯，避免了室內(nèi)的環(huán)境污染；b.簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作，在一個(gè)集氣瓶中分別完成“CO還原Fe2O3” 、“檢驗(yàn)生成氣體產(chǎn)物”和“尾氣處理”等三個(gè)化學(xué)反應(yīng) ，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和環(huán)保意識(shí)，還能使實(shí)驗(yàn)安全、更具有可操作性；c.反應(yīng)后，CO和

13、Fe2O3都有剩余，可直觀說明該反應(yīng)的條件為“高溫”，強(qiáng)化了反應(yīng)條件在化學(xué)反應(yīng)中的重要性；d.可將教師“演示實(shí)驗(yàn)”改為學(xué)生“探究實(shí)驗(yàn)”，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。五、鈉與水反實(shí)驗(yàn)改進(jìn)5.1改進(jìn)的原因因?yàn)?，鈉與水反應(yīng)激烈，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)喜歡取較大顆粒的鈉金屬，所以容易發(fā)生危險(xiǎn)。5.2儀器和藥品鑷子、小刀、U型管、兩個(gè)膠塞、燒杯、鈉酚酞溶液。5.3實(shí)驗(yàn)步驟：a.液面離管0.5cm-1cm左右，把U型管立放在燒杯中。b.豆粒大小的鈉塊，放入一側(cè)管口中，迅速蓋上塞子（現(xiàn)象鈉浮大水面，熔成小球，到處游動(dòng)，液面下降，水從另一側(cè)管口溢入燒杯中）。反應(yīng)完畢，用膠塞塞緊另一側(cè)管。c.U型管，移近火焰拔開貯有氣體一側(cè)的膠塞，檢驗(yàn)鈉與水反應(yīng)后所生成的氣體。d.型管中的溶液倒入燒杯中，并滴幾滴