新聞詳情

“噴泉實(shí)驗(yàn)”裝置再改進(jìn)

發(fā)表時(shí)間：2020-08-13 16:32

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．

上一篇“洗滌的學(xué)問”項(xiàng)目式教學(xué)

下一篇基于創(chuàng)客教育理念的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探究

文章分類：微課資源