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“噴泉實(shí)驗(yàn)”裝置再改進(jìn)發(fā)表時(shí)間:2020-08-13 16:32 “噴泉實(shí)驗(yàn)”裝置再改進(jìn) 劉佳奇,田夢(mèng)媛 [摘要]氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)必修一的重要內(nèi)容,主要是為了驗(yàn)證了氨氣的極易溶于水與氨水為堿性的性質(zhì)。本文針對(duì)這一實(shí)驗(yàn),進(jìn)行更為巧妙的設(shè)計(jì),將氨氣的制取,收集,和噴泉反應(yīng)一體化,減少實(shí)驗(yàn)的耗材,并且加入氨氣與濃鹽酸的反應(yīng),無水硫酸銅與氨水的反應(yīng), 提高實(shí)驗(yàn)效率。 [關(guān)鍵詞]噴泉實(shí)驗(yàn);一體化;實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 1 問題的提出 氨溶于水的反應(yīng)是高中化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)之一[1],但是在實(shí)際操作中,會(huì)發(fā)現(xiàn)存在不足。 (1)不符合綠色化學(xué)觀念,藥品用量大,且容易泄露逸出;(2)由于氣密性難以控制,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,噴泉產(chǎn)生微弱或者不產(chǎn)生噴泉。(3)氨氣的其他性質(zhì)需要做額外實(shí)驗(yàn)。 2 改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置及用品 鐵架臺(tái),具支 U 型管(40Ml)一支,5ML 針管 3 支,大燒杯 1個(gè),橡膠塞 4 個(gè),乳膠管 4個(gè),止水夾 4 個(gè),小試管 3 支。 藥品:濃氨水,固體氫氧化鈉,無水硫酸銅,濃鹽酸,酚酞,蒸餾水。 3 實(shí)驗(yàn)原理 NH3?H2O(濃)=NH3↑+H2O NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH- NH3+HCl=NH4Cl CuSO4+2NH3?H2O=Cu(OH)2+(NH4)2SO4 Cu(OH)2+4NH3?H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O 4 操作步驟及現(xiàn)象 (1)連接好裝之后,如圖 1 所示,先檢測(cè)氣密性,之后打開止水夾 A,B,C,關(guān)閉止水夾D。 (2)向裝有氫氧化鈉固體的試管中,注射濃氨水。反應(yīng)生成的氨氣進(jìn)入具支試管,此時(shí)一部分無水硫酸銅粉末與氨氣反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀;當(dāng)含有酚酞溶液的試管中出現(xiàn)紅色,證明氨氣收集完。 (3)關(guān)閉止水夾 A,B,C。此時(shí)向集滿氨氣的試管中,注射濃鹽酸,會(huì)迅速出現(xiàn)白色煙霧。 (4)關(guān)閉止水夾 B,打開止水夾 D。使用具支 U 型管左測(cè)的注射器向管內(nèi)注射少量水由于壓強(qiáng)減少,燒杯中的水向 U 型管涌入,當(dāng)蒸餾水進(jìn)入 U 型管左側(cè)時(shí),左側(cè)無水硫酸銅被溶解,由于氨水過量,會(huì)形成四氨合銅絡(luò)離子,溶液為深藍(lán)色。 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將廢液正確處理,保證環(huán)保。 ![]() 圖 1 實(shí)驗(yàn)裝置 5 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及意義 (1)實(shí)驗(yàn)裝置體積減小,定量計(jì)算,減少藥品使用,體現(xiàn)綠色化學(xué)理念。 (2)實(shí)驗(yàn)封閉環(huán)境好,避免出現(xiàn)由于操作引起的實(shí)驗(yàn)失敗。 (3)在噴泉實(shí)驗(yàn)中,加入了氨氣與無水硫酸銅粉末的反應(yīng),通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生避免產(chǎn)生氨氣可以使用無水硫酸銅干燥的誤區(qū)。 (4)添加氨氣與濃鹽酸的反應(yīng),在密閉環(huán)境下,減少對(duì)空氣的污染,且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。 (5)添加氨水和氫氧化銅,無水硫酸銅的反應(yīng),絡(luò)合銅離子引起溶液顏色加深,呈現(xiàn)深藍(lán)色,有助于學(xué)生體驗(yàn)到化學(xué)的奇妙,為之后絡(luò)合物的學(xué)習(xí)奠定興趣。 參考文獻(xiàn) [1]宋心琦.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué) 1(第 3 版)[M].北京:人民教育出版社,2014. |