氨氣噴泉實驗
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氨氣噴泉實驗范文第1篇
中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）02-0078
人教版《高中化學（必修1）》中設計了氨氣的噴泉實驗（如圖1所示），在干燥的圓底燒瓶里充滿氨，用帶有玻璃管和滴管（滴管里面預先吸入水）的塞子塞緊瓶口。倒置燒瓶，使玻璃管插入盛有水的燒杯（預先在水里滴入少量酚酞溶液）。輕輕擠壓滴管，使少量水進入燒瓶。再打開下方止水夾，形成紅色的噴泉！
該實驗構思巧妙，現象新奇有趣，能吸引學生的注意，極大地激起學生的好奇心和學習熱情！但是該實驗也有一些值得改進之處：
1. 氨氣的制備問題
筆者以“你最常用的氨氣的制備方法”為題，與本市20位高中化學教師進行了交流訪談，并做了相應記錄。統計后，筆者發現：教師最常用的氨氣的制備方法是加熱濃氨水快速制備氨氣。具體方法如下：在一個干燥的圓底燒瓶鵲穩爰傅聞ò彼，用橡皮塞輕輕塞住瓶口，在酒精燈的火焰上加熱，當瓶口的塞子崩開時，氨氣即集滿，立即按圖1組裝裝置進行實驗。
筆者認為：此法制備氨氣沒有按照教材中的氨氣實驗室制法進行氨氣的制備且驗滿方式不規范。在加熱濃氨水后，燒瓶內部也不再是干燥的。氨氣有毒，逸出會染空氣，不符合綠色環保理念，更會刺激實驗者的眼、口、鼻，引起短暫不適。
2. 實驗裝置不能重復利用。每做一次實驗就需更換一個干燥的圓底燒瓶；反復拆裝實驗裝置十分不便，帶尖嘴的長導管易受損。
一、實驗改進目的
將噴泉實驗的裝置固定化，流程規范化，操作簡單化，使之成為標準化、集成化的一套完整的實驗裝置。
二、實驗儀器及試劑
1. 儀器
試管、球形干燥管、圓底燒瓶、漏斗、三通導管、注射器、燒杯、鐵架臺、酒精燈、導管和止水夾若干
2. 試劑
氯化銨固體、氫氧化鈣固體、堿石灰、酚酞試液、蒸餾水、紅色石蕊試紙。
三、實驗裝置
按圖2組成裝置。其中，試管內加入已混合均勻的氫氧化鈉固體和氯化銨固體；球形干燥管內裝入堿石灰；注射器內吸入少量蒸餾水；燒杯中盛有蒸餾水。
四、實驗操作
1. 組裝儀器并檢驗氣密性。
2. 關閉K1、K4，打開K2、K3、K5；向大燒杯內滴入幾滴酚酞試液。
3. 點燃酒精燈，加熱試管內固體；在K5處用鑷子夾持一張濕潤的紅色石蕊試紙，待試紙變藍后，關閉K2、K3、K5，打開K1、K4后熄滅酒精燈。
4. 將注射器內的水擠入圓底燒瓶內，再打開K3，引發噴泉實驗。
5. 待噴泉實驗結束后，移開大燒杯后打開K5，將圓底燒瓶內的水排空。
6. 更換試管內的藥品，大燒杯內的蒸餾水，注射器內重新吸入蒸餾水，反復進行演示。
五、實驗裝置的創新點和優點
1. 創新點
（1）顛覆了圓底燒瓶必須干燥才能做噴泉實驗的傳統觀念
在教學過程中，教師會反復強調氨氣極易溶于水，而學生容易產生錯誤的觀點：只要有氨氣就不能有水，如果圓底燒瓶是濕潤的，肯定做不成噴泉實驗。雖然氨氣在水中的溶解度很大，但是依然存在氨氣的飽和溶液，即飽和氨水！也就是說，本實驗中可以反復使用的濕潤的圓底燒瓶中已經存在了飽和氨水，不會再吸收新制備出的氨氣！
（2）實驗操作簡單，裝置固定。只需打開和關閉相應止水夾，不需要拆裝儀器
整個實驗裝置組裝好之后，在進行實驗時，教師只需要通過打開和關閉相應止水夾，就可以控制氣流方向和水流方向。具體操作：制備氨氣時，關閉K1、K4，打開K2、K3、K5；進行噴泉實驗時，關閉K2、K3、K5，打開K1、K4，最后打開K3；排水時，打開K5即可。
（3）可重復性高。適時更換藥品即可反復地進行實驗
更換試管內的氯化銨和氫氧化鈣固體混合物，并連接固定好試管，即可馬上再次進行實驗。
（4）整個實驗過程中幾乎沒有氨氣外泄，安全環保
在裝置中添加了倒置的小漏斗，可以吸收裝置中多余的氨氣，避免使之排放到空氣中，污染空氣，引起實驗者的不適。
2. 優點
（1）裝置的集成度高，集氨氣的制備，干燥、驗滿，收集、性質檢驗及尾氣處理于一體
一體化的實驗設計，可以讓學生對氨氣的制備和性質有整體的感知，避免了學習是知識碎片化，有利于學生的有效學習。
（2）實驗方法標準化，嚴格按照教材中的氨氣制備方法和驗滿方法進行
氨氣的實驗室制法和驗滿方法是高中化學必修一當中的重要知識，也是考查的重點。本實驗采用教材中的制備方法，避免了知識的混亂；整合了驗滿的方法，現象明顯，可以給學生留下深刻的印象。
（3）有助于學生認識防倒吸裝置，加深綠色環保的科學理念
在教學中教師刻意強調氨氣在水中的溶解度很大，極易發生倒吸，學生會以為氨氣的倒吸是很可怕的，會產生畏難情緒，害怕爆炸。筆者在裝置中整合了防倒吸裝置，實驗過程中，學生可以很明顯地觀察到小漏斗在水面上下浮動，并不會倒吸到整個裝置中，確立了對氨氣性質的客觀認知，同時對化學實驗的綠色環保理念起到了應有的強調作用。
六、結束語
化學實驗是學生認識化學物質、了解化學性質和化學反應的重要途徑。本實驗的改進裝置現象明顯、設計巧妙、思維縝密、完整流暢，體現了實驗探究與創新意識，弘揚了科學精神與社會責任，為培養學生的化學核心素養貢獻一份力量。
參考文獻：
[1] 課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書化學必修1[A].（第3版）.北京：人民教育出版社，2007.
[2] 華文清.氨的噴泉實驗創新設計[J].化學教育，2007（9）.
[3] 劉新文，王 燦，葉佩玉.噴泉實驗裝置的改進[J].化學教學，2010（10）.
[4] 馬云云.對氨噴泉實驗裝置的改進[J].中國現代教育裝備，2015（7）.
氨氣噴泉實驗范文第2篇
一、噴泉實驗形成的原理
噴泉實驗是一種宏觀的液體噴涌現象，既有天然的，也有人為的它的形成主要是因為容器內外存在較大的壓強差在這種壓強差的作用下，液體快速流動，通過帶有尖嘴的導管噴出來，即形成噴泉
二、噴泉實驗形成的條件分析
從原理上分析使容器內外產生較大的壓強差是形成噴泉的重要條件，通常有以下兩種請況
壓強內小外大
即容器內壓強迅速減小，與容器外形成較大的壓強差一般是容器內的氣體極易溶于水或容器內氣體易與溶液中的溶質發生化學反應因此當外部的水或溶液接觸容器內氣體時，由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質發生化學反應，使容器內氣體迅速減少，從而使容器內氣壓迅速降低，在這種壓強差的作用下外部液體迅速進入容器，通過尖嘴導管噴出，形成噴泉根據噴泉形成的過程和原理，下表中的氣體與吸收劑作用就能形成噴泉
2壓強內大外小
即容器內壓強增大，與容器外形成較大的壓強差容器內液體由于受熱揮發（如濃鹽酸、濃氨水、酒精等易揮發液體）或由于發生化學反應，容器內產生大量氣體，使容器內壓強迅速增大，促使容器內液體迅速向外流動，從而形成噴泉如噴霧器、人造噴泉等就是利用這個原理形成的
三、噴泉實驗成敗的三個關鍵
氣體在吸收劑中被吸收的既快又多
如上表中所列氣體與吸收劑作用，均能使容器內氣體迅速被吸收并導致容器內壓強減小，而引發噴泉或容器內產生大量氣體又快又多，使容器內壓強迅速增大，而引發噴泉
2裝置氣密性要好
只有良好的氣密性，才能保持容器內外已形成的較大的壓強差，促使液體快速流動，才能保證噴泉的形成裝置氣密性差，使容器內外的壓強差減小，則不能形成噴泉
3燒瓶中氣體的純度大，濃度足夠高
為此收集氣體時，特別是極易溶于水的氣體，燒瓶必須干燥，用排空氣法收集前最好先干燥再收集，且氣體的量要充足，才能保證氣體的濃度大對某些在水中溶解度不大的氣體，也可用排飽和溶液法收集，（如Cl2、SO2、CO2等）但氣體無法干燥，由于氣體濃度大，吸收劑吸收的快，也可引發噴泉
四、噴泉實驗典型例題解
噴泉實驗原理與形成的考查
例 據圖回答下列問題
（）圖為中學教學中所用的噴泉實驗裝置在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體，下列組合中不可能形成噴泉的是（填序號）
（2）某學生積極思考產生噴泉的其它辦法設計圖2所示的裝置在圖2的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質，反應后可能產生噴泉的是（填序號）
ACaCO3和稀2SO4
BN4CO3和稀Cl
CZn和稀Cl
在圖2錐形瓶外放一水槽，錐形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物質結果也產生了噴泉，水槽中加入的物質可以是
A濃2SO4 B食鹽 C硝酸銨 D硫酸銅
加入該物質能產生噴泉的原因是
（3）比較圖和圖2的兩套裝置，從產生噴泉的原理分析，二者的不同點在于
解析 （）中Cl和N3極易容于水、CO2與NaO反應均使燒瓶內壓強迅速減小，燒瓶內外形成較大的壓強差，故A、C、 D能形成噴泉，而B中Cl2在水中的溶解度不大不能使燒瓶內壓強迅速減小，故Cl2和2O不能形成噴泉，故選B
（2）圖2錐形瓶中，N4CO3與稀Cl、Zn和稀Cl反應產生大量氣體，均可使錐形瓶內壓強增大，可形成噴泉，而CaCO3和稀2SO4產生的CO2有限，最終反應停止，不能使錐形瓶內壓強迅速增大，故不能形成噴泉故選B、C
瓶外水槽中的冷水中，加入食鹽和CuSO4均不能使冷水的溫度有所變化，加入N4NO3使冷水溫度更低，也不能促使酒精揮發，而加入濃2SO4時，因溶解放出大量的熱，使乙酸揮發，瓶中壓強增大，而形成噴泉，故選A
（3）和2形成噴泉的不同處是中壓強內小外大，2中是壓強內大外小
2氣體的制取與噴泉實驗操作的的聯合考查
例2 制取氨氣并完成噴泉實驗（圖中夾持裝置均已略去）
（）寫出實驗制取氨氣的化學方程式：
（2）收集氨氣應使用法，要得到干燥的氨氣可選用做干燥劑
（3）如圖3裝置進行噴泉實驗上部燒瓶已裝滿干燥氨氣引發水噴發的操作是該實驗的原理是
（4）如果只提供如圖4的裝置，說說所引發噴泉的方法：
（）某學生試圖用圖3做噴泉實驗，結果失敗試分析實驗失敗的原因
解析 近年來高考試題加強了對學生實驗能力的考查本題將氨水的制取、噴泉實驗的操作及對實驗結果的分析評價，能較好地考查學生的實驗操作能力和應用知識能力
答案 （）2N4Cl+Ca（O）2CaCl2+2N3+22O
（2）向下排空氣法、 堿石灰
（3）打開止水夾、擠出膠頭滴管中的水、氨極易溶解于水、使燒瓶內壓強迅速減小
（4）打開止水夾，用手（或熱毛巾）將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃管內的空氣，氨氣與水接觸，即發生噴泉（）實驗失敗的原因可能有①收集氨氣時空氣未排盡②裝置漏氣③燒瓶潮濕④滴入燒瓶里的水太少
3噴泉實驗與物質性質聯袂考查
例3 A是一種白色晶體，它與濃NaO溶液共熱， 放出無色氣體B用圓底燒瓶收集干燥的B，按圖所示裝置儀器擠壓滴管的膠頭時，可得藍色噴泉；A與濃2SO4微熱，放出無色氣體C用圓底燒瓶收集干燥的C，仍按圖所示裝置實驗，
4噴泉實驗與化學計算聯袂考查
例4 在標準情況下，在三個干燥的燒瓶內分別裝有干燥純凈的N3、含一半空氣的Cl氣體、NO2和O2的混合氣體[V（NO2）∶V（O2）=4∶7]然后分別做噴泉實驗，三個燒瓶中所得溶液的物質的量濃度之比為
A2∶∶2 B∶∶4 C∶∶ D無法確定
解析 N3、Cl溶于水后，溶液的體積即是溶解的氣體體積故c=
故選答案B
氨氣噴泉實驗范文第3篇
關鍵詞：噴泉實驗；活性炭；氣體
文章編號：1008-0546（2012）11-0097-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.042
現在房子的裝修大部分使用化工材料，裝修之后產生的有害氣體可能會影響到人們的健康，如：混凝土、防火板產生氨氣；人造板材家具、壁紙、地毯產生甲醛；油漆、合成纖維產生苯等。于是市場上有用于吸附這些有害氣體的活性炭出售，某品牌就是其中的品牌之一，該產品的說明書上：通過CTC>100%，比表面積：1500m2/g來反映其吸附能力強，但是測定這兩個數據需要的實驗儀器和知識貯備都較高，不符合高中化學實驗的要求，于是我選用大家熟知的噴泉實驗來定性分析這種活性炭的吸附能力。
一、實驗原理
活性炭對乙醚蒸汽、氨氣、二氧化氮、甲醛、一氧化碳等氣體有較強的吸附作用。當活性炭把圓底燒瓶中的氣體吸附之后燒瓶中的氣壓下降，外界的大氣壓將燒杯中的液體壓入燒瓶而出現噴泉，以噴泉出現的速度來判斷其吸附能力，因為活性炭吸附能力越強，噴泉出現的越快。
二、實驗材料
某品牌活性炭、甲醛液體、氨水、四氯化碳、臺秤、鐵架臺、圓底燒瓶（500mL）、燒杯（100mL）
三、噴泉實驗
（1）按圖1組裝實驗儀器，向位于水浴中的干燥燒瓶中加入10mL氨水，用30℃的水浴對氨水加熱2min，使從烘箱中拿出來的250mL燒瓶迅速充滿氨氣，立刻投入0.1g活性炭，馬上塞緊帶有尖嘴玻璃管的橡皮塞（橡皮塞上的尖嘴玻璃管深入到燒瓶中的長度約為3cm，防止活性炭將其阻塞，乳膠管被止水夾夾緊），搖一下。按圖2組裝儀器，在燒杯中加入四氯化碳溶液至浸沒玻璃管下端。打開止水夾，燒瓶中出現噴泉現象，四氯化碳液體很快充滿燒瓶。
（2）按照上述方法使圓底燒瓶中充滿甲醛氣體，裝置2燒杯中加水至浸沒玻璃管的下端，按照上面的步驟進行實驗操作，出現噴泉，燒瓶中很快充滿水。
四、實驗分析
氨氣噴泉實驗范文第4篇
關鍵詞： 實驗改進 化學理論 創新能力 發散思維 知識遷移
一、氨氣噴泉實驗的改進
必修教材中的噴泉實驗是先收集滿滿一燒瓶干燥的氨氣，并且要求所用燒瓶必須干燥，一旦燒瓶濕潤，就要換一個干燥的燒瓶，否則實驗就會不成功。改進方法：采用的裝置與課本一致，但藥品使用不同。操作方法，向氣密性好的燒瓶中放入固體氫氧化鈉，然后迅速加入少量的濃氨水，蓋上塞子，固定好燒瓶，擠壓膠頭滴管中的水，立即出現噴泉現象。這樣改進后，做噴泉實驗可以不用考慮燒瓶是否干燥，因為濕潤的燒瓶，同樣可以做噴泉實驗。而且可以不用事先收集一燒瓶的氨氣，做噴泉實驗的氨氣可以即用即取，操作起來很方便。在對此實驗改進過程中與學生一起展開探討：傳統的氨氣的噴泉實驗，通常用固+固加熱的制氣裝置獲得氨氣，反應原理即Ca（OH）■+2NH■Cl■CaCl■+2NH■+2H■O，改進后的實驗是利用濃氨水+固體NaOH這一原理制得氨氣的，NaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH■濃度的增大有利于NH■的生成。學生會思考：1.利用濃氨水+固體NaOH這一原理制得氨氣該用什么樣的制氣裝置？2.這樣制取氨氣利用什么化學反應原理？3.打開橡皮管上的止水夾，擠壓膠頭滴管，為什么會形成噴泉？然后，我們進一步引導：如果去掉膠頭滴管打開止水夾，則可以用什么方法讓噴泉形成？學生經過討論和分析，得出：用熱毛巾“捂熱”燒瓶，氨氣受熱膨脹，通過導管與水接觸，即產生噴泉，或用冰毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入瓶內，燒瓶內氨氣溶于水。這樣的改進探討甚至在高三總復習階段展開都十分具有意義，因為涉及了噴泉實驗的原理――利用溶解性形成燒瓶內外壓力差，幾個常見的制氣裝置的應用，還有氨氣的幾種實驗室制法，甚至化學反應原理如平衡移動的原理的復習。復習起來飽滿而有張力，從實驗裝置、實驗原理到化學反應原理一氣呵成，不僅能提高學生知識遷移的能力，而且能幫助學生加深對化學理論的理解。
二、銅、鋅―稀硫酸原電池實驗改進
銅、鋅―稀硫酸原電池實驗中，理論上銅片上有氣泡，鋅片上沒有氣泡，但是實驗中，由于鋅片的純度低，鋅片上形成大量微小原電池，因此鋅片上有大量氣泡，而銅片上幾乎看不見氣泡，雖然通過電流計可以檢測到電流，但是實驗的直觀性大打折扣，影響實驗效果。
根據原電池原理，銅、鋅在一定濃度的稀硫酸中形成的電勢差是一個定值，但是實驗中銅片上氣泡少，說明通過溶液的電流低，也就說明溶液的導電性差。通過增加溶液的導電性提高溶液的電流，但如果增加硫酸的濃度，實驗中隨著硫酸的濃度增大，溶液的導電性增強，電流強度增大，銅片上氣泡逐漸增多，但是鋅片上此時氣泡增加得更多，鋅片上的氣泡擴散到銅片上，影響銅片上氣泡的觀察。另外，如果減小銅片鋅片電極間的距離，就可以觀察到銅片上氣泡增加，但是此時鋅片與銅片距離較近，鋅片上的氣泡干擾銅片上氣泡的觀察。所以，我們做出以下改進：
往溶液中加入固體食鹽或者固體的硫酸鉀等。實驗中，隨著食鹽濃度的增加，銅片上的氣泡逐漸增多，此時測定電流發現電流逐漸增大。通過硫酸溶液中加入氯化鈉，極大地提高了實驗的直觀性。實驗結果表明，在銅、鋅―稀硫酸原電池中實驗中加入氯化鈉固體或者固體的硫酸鉀等，現象更明顯直觀。學生在反復探討改進此實驗的過程中，同時也解決許多疑問：1.為什么觀察到鋅片上有大量氣泡，而銅片上幾乎看不見氣泡？2.為什么制取氫氣時用稀硫酸與粗鋅反應比與純鋅反應快？3.為什么鋅片與銅片距離靠較近時，氣泡會明顯增多？為什么往溶液中加入固體食鹽或者固體的硫酸鉀，現象更加明顯直觀？通過探討，學生會問，會思，會悟，更有一種撥云見日、豁然開朗的感覺。整個過程中不僅促進了學生注意力的集中，而且激發了學生對實驗現象的本質進行探索式的分析，培養了學生科學嚴謹的態度，使學生的化學學科素養得到了一定的提高。
三、濃硫酸的“黑面包”實驗
傳統的濃硫酸的“黑面包”實驗是這樣進行的：在個大號的實驗杯中加些蔗糖（已研磨細），不要加太多，適量就好。之后將一個玻璃棒豎著放在糖的中間的位置。再緩緩倒入濃硫酸（98%），倒的時候一定要小心，要沿著杯沿倒，讓硫酸沿著杯壁緩緩流下。還有玻璃棒一直要豎著，這樣黑面包做好了也容易取出。加的硫酸不要太多，加多了沒用，加少了不行。看著蔗糖表面都快發黑了就差不多了。這樣做的不足之處是：實驗產物中的SO■很不利于師生的身體健康，也不符合化學教育中環境保護的初衷，并且本實驗只讓學生觀察到濃硫酸使蔗糖炭化，并且膨松成“黑面包”，而未讓學生明白氣體的成分。我們引導學生展開探討：1.推測產物成分并如何驗證產物成分？2.如何處理有毒氣體？3.如何改進實驗裝置實現驗證產物成分及處理有毒氣體？現將該實驗改進如下。實驗步驟：①將裝置連接好，檢查氣密性。②在圓底燒瓶中放入已研細的蔗糖約10g滴人1至2mL水，然后將其余藥品按下圖裝置裝入瓶中。③將分液漏斗中的濃硫酸逐滴加入圓底燒瓶。實驗現象：可觀察到圓底燒瓶中的蔗糖由白一黃一棕黃一黑，最后炭化，并且膨松上脹成疏松多孔狀黑色物質，像“黑面包”一樣。同時可看到品紅溶液逐漸變為無色，可證明有SO■生成。酸性高錳酸鉀溶液顏色由深到淺，可證明已將剩余SO■除去。品紅溶液無變化，可證明SO■已除盡。澄清石灰水變渾濁可證明有CO■生成。實驗特點：1.現象明顯，可見度大。圓底燒瓶中可明顯觀察到蔗糖炭化的一系列過程，還可觀察到品紅溶液的褪色和澄清石灰水變渾濁等現象。2.實驗連續，綜合性強。充分展示濃硫酸的吸水性、脫水性和強氧化性，以及SO■的漂白性、還原性等。3.節約用品，操作方便。實驗中將濃硫酸改用滴加方式既安全又能控制用量。4.防止污染，保護環境。本實驗中的SO■被吸收處理，有利于環境保護，并能對學生進行環保教育。總之，展開這樣的改進探討有許多好處，可以挖出許多內容。在參與的過程中學生能詳細掌握濃硫酸和二氧化硫的性質并學會運用，然后思考：1.酸性高錳酸鉀溶液顏色由深到淺但并未完全褪去，為什么高錳酸鉀要過量？2.為什么用澄清石灰水變證明有CO■之前必須除盡SO■？怎樣證明SO■是否完全除盡？3.如何區別CO■和SO■氣體？這樣做，學生學會了嚴謹地對待化學實驗，提高了邏輯思維能力和實驗結果的分析能力。
“聽過的很快會忘記，看過的有一些印象，做過的才能理解、掌握。”這句話說明，學生只有親自操作，經歷了探索知識的過程，對知識的理解才能深刻。這樣的實驗改進探討為學生提供了主動參與、交流合作的機會，不僅學生的實驗設計能力、操作能力、觀察能力、結果分析能力有了較大的提高，而且大大提高了化學理論教學的成效。化學實驗是化學教學的靈魂和支柱，也是提高人才科學素質，特別是創新思維能力的重要載體。充分利用實驗，適時引導學生探討實驗改進，可以有效培養學生的創新意識，提高學生的創新思維素質。這也是新課程改革的目標之一。同時也能更好地服務于教師的課堂教學，更科學地用好教材實驗，并將實驗教學的功能與價值發揮到最大，也有利于激發教師的教研興趣，形成學習與創新型的教師隊伍，提高教師隊伍的綜合素養。
參考文獻：
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[2]蔡一霞.新課程下提高化學實驗教學有效性的策略[J].實驗教學研究，2015（6）：87-89.
氨氣噴泉實驗范文第5篇
關鍵詞：綠色化學；微型儀器；氨氣；二氧化硫
文章編號：1008-0546（2016）04-0094-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.036
綠色化學是近年來發展起來的一門新興學科，又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學等。綠色化學的目標在于不再使用有毒、有害的物質，不再產生廢物，不再處理廢物，最終實現零排放和零污染，是一門從源頭上阻止污染的化學。世界各國都十分重視綠色化學的教育和發展，綠色化學已經成為現代化學教育的主要發展方向[1-2]。中學化學實驗是中學生學習化學學科知識的重要途徑，是學生可以通過感官直接感知的實踐過程，學生在實驗過程中，能進一步領悟綠色化學的宗旨，并逐步培養綠色化學的意識。但是中學化學教科書對化學藥品用量沒有明確規定，有的表述比較模糊。在做分組實驗時，有相當一部分學生取用藥品喜歡“多多益善”，不僅浪費了藥品，而且由化學實驗產生的廢水、廢氣、廢渣等也會對周圍環境造成不同程度的污染。如：在做Cl2制備與性質、鹵素的性質、Cu和濃H2SO4反應等學生分組實驗時，往往會有有毒氣體進入空氣中，不僅污染空氣，而且直接影響師生健康。因此，在中學實施綠色化學實驗教育，無論從中學生的科學素質的培養，還是從生活環境的責任感與綠色化學理念的形成等方面，都是十分必要的。
高中化學實驗綠色化、微型化[3-6]就是在高中化學實驗教學中以綠色化學實驗的核心理念為指導，對常規實驗的不合理、安全性能低、污染嚴重等方面加以改進，達到綠色化學的減量、回收、重復使用、盡可能密閉可控、處理尾氣諸方面的要求，實現“盡可能小劑量、省資源、少污染、低成本” 的實驗室實驗，進而培養學生良好的化學素養，以實現課程教學目標。
化學實驗綠色化的研究，涉及到實驗指導思想、實驗內容選擇、實驗儀器的研制、化學反應過程、實驗裝置和步驟的設計等實驗方面的研究。如何在實際教學中，結合當前素質教育，把綠色化學綠色新概念、新思想、新要求教育貫穿于中學化學教學的全過程之中，是一個新的研究課題。作為中學化學老師，能夠就地取材，因繁就簡，開發和創新教材實驗[7]，對中學生是最好的鼓勵和引領。
一、現有教學實驗的不足之處
中學化學教學中，有很多性質實驗，用傳統的實驗方法和儀器設備實驗效果并不明顯且缺乏綠色化學意識，例如：人教版《必修1》將氨氣性質的實驗分成氨氣與水的噴泉實驗、氨氣與酸的玻璃棒實驗兩個部分來進行的。但在實際操作中存在以下不足：
①噴泉實驗所用的氨氣采用常規的實驗室制法，若現場收集，則耗時長，且氨氣易泄漏而造成污染；若課前制好備用，則常因保存不善導致實驗失敗。
②NH3與濃鹽酸的玻璃棒實驗，若為教師演示，則白煙過淡，且保留時間不長，不便于學生觀察；若為學生分組實驗，又會因為不是在密閉條件下進行，眾多學生同時實驗，容易造成室內空氣被污染，不利于健康。
③學生對看到的是“煙”還是“霧”存在疑問。
④容易受到風等因素的干擾，影響實驗效果。
又如：二氧化硫的制取及性質實驗，該實驗出現在高中化學人教版《必修1》第四章第三節，是高中化學課程中非常重要的實驗，內容多，難記憶。如果學生沒有經過實驗的親身體會，對這些實驗的印象都不深，學習也比較困難。但是該實驗無論是老師演示還是讓學生自己動手做，儀器都比較復雜，藥品用量多，而且二氧化硫的氣味難聞，具有刺激性，對身體和環境都會造成不良影響。
二、基于主流化學理念的實驗改進
基于“環保、高效”以及“綠色化學”“安全化學”等理念，本文針對上述實驗中存在的不足，進行了如下改進：
1. 基于“環保、高效”理念的氨氣性質改進實驗
將NH3的性質實驗一次性完成、成功率高且不污染環境、實驗器材廉價易得，不易破碎、便于學生分組實驗等是本次實驗改進的目的。
（1）實驗用品
①器材：圓底燒瓶（250mL）或塑料洗手液瓶（250mL），分液漏斗（ 50mL），三個透明軟塑料瓶（如礦泉水瓶，250mL，需干燥），玻璃導管，燒杯，止水夾，少量棉花等。
②藥品：氫氧化鈉固體（分析純），濃氨水，少量濃鹽酸，酚酞指示劑。
（2）實驗裝置圖
（3）操作步驟及實驗現象
①瓶A內放少量NaOH固體，分液漏斗中裝濃氨水；
②瓶B、瓶C均為滴有酚酞的水；
③瓶D放置一團滴有濃鹽酸的棉花。
組裝連接好裝置后，打開止水夾K1、K3，關閉K2，旋開分液漏斗活塞，制取氨氣；當看到D中出現大量白煙，C中溶液顏色很紅且產生氣泡緩慢后，關閉K1、K3，打開K2，擠壓瓶B，將水擠入燒瓶內后松手。即可看到燒瓶內形成美麗的噴泉，同時瓶B變扁。
通過這樣的改進后，我們能看到，噴泉實驗中，水幾乎充滿整個燒瓶，瓶B被壓扁，讓學生很容易看到壓強在此實驗中的作用；瓶D的瓶壁上有大量的白色固體物附著，讓學生對白煙有了直觀的認識。
（4）本實驗的設計亮點
①有理有據：噴泉實驗的原理是利用內外壓強差所形成的，而礦泉水瓶受壓很容易變形，會看到很明顯的現象，于是我們用廢棄的礦泉水瓶組裝了實驗裝置。
②取材方便：充分利用廢棄的礦泉水瓶，材料易得且不易破碎的特點，體現廢物利用，靈活處理問題的思想。
③敢于創新：礦泉水瓶蓋容易打孔，且可用粘膠粘住縫隙，實驗過程中，只要旋緊瓶蓋氣密性就會很好，避免不易在橡膠塞上打孔，且易漏氣等常見問題。
④重視環保：整個實驗在密閉條件下進行，避免了NH3、HCl向室內擴散，有較高的安全性，充分體現“綠色化學”。
⑤拆裝方便：關鍵部分的連接使用膠管、止水夾，拆裝方便，導管不易折斷；且礦泉水瓶的蓋子規格幾乎都是統一的，便于更換。
⑥操作簡單：無論是教師做還是學生來完成，都很容易操作，且成功率高。
⑦直觀性強：無論是燒瓶內形成的噴泉，瓶B的變扁，還是瓶D中的大量白煙，抑或是燒杯中的溶液變紅，現象均十分明顯，使學生通過實驗觀察對氨氣的性質有較強的感性認識；特別是壓扁的礦泉水瓶能讓學生深切感受到大氣壓的存在和氨氣的極好的水溶性。
⑧安全性高：實驗的主要材料為礦泉水瓶，即使實驗出現誤操作，也不用擔心出現炸裂，濺傷人。
⑨高效性：整個實驗耗時約2分鐘，為噴泉實驗的分析和拓展延伸騰出了更多的時間。
我們對氨氣性質實驗改進后，無論是教師做還是學生來完成，都很容易操作，且成功率高充分調動了學生學習的興趣與積極性，初步落實了“用實驗讓化學課堂成為學生快樂的體驗場”。
2. 基于“綠色化學、安全化學”理念的SO2制取及性質實驗的改進
在對二氧化硫的制取及性質實驗，我們采用微型實驗儀器來完成這一系列實驗。改進后的實驗裝置如圖2。
（1）實驗裝置改進：用6孔井穴板代替了6個反應器，塑料滴管代替了分液漏斗。
（2）實驗操作步驟：
①先檢查氣密性。在后5個井穴中裝入少量水，蓋好長進短出的導管塞，在第1個井穴的長導管上插入塑料滴管，擠壓滴管，各井穴中均有氣泡冒出，說明氣密性良好。然后把水倒掉。
②滴管裝濃硫酸，6個井穴分別按照表1加入所需藥品。6個井穴在整個實驗中的作用如表1描述。
③蓋好長進短出的塞子，吸1/5滴管的濃硫酸，插入第1個井穴的長導管上，輕輕擠壓滴管，反應發生了。我們可以很快看到石蕊變紅，品紅和高錳酸鉀褪色，硫化鈉溶液中有黃色的渾濁，一次性驗證了二氧化硫的幾種性質。
3. 實驗的創新點
①使用了微型實驗儀器，藥品用量很小，從源頭上防止了化學實驗造成的污染，所以二氧化硫幾乎沒有造成污染，真正達到綠色、環保、健康。
②微型實驗儀器成本低，體積小，操作方便，一次性把SO2的制取、酸性、漂白性、還原性、氧化性全部檢驗完，實驗現象明顯，操作簡單。
③按每小組幾人一套，甚至可以一人一套，可以實現“人人動手，邊講邊實驗”的理想化教學模式，可以使學生對化學的探究更有興趣。
我們對二氧化硫的制取和性質實驗改進后，從源頭上解決了污染的問題，不用到實驗室這樣有通風設備的地方，就在課堂上就可以實現，操作簡單，成功率高，充分調動了學生學習的興趣與積極性，可以讓學生對以前只能在習題或者課本上看到的實驗現象有了直觀的認識，印象深刻。
三、總結
中學化學實驗是中學化學教學將理論與實踐相結合的重要手段，實驗易操作、實驗現象明顯、實驗設計的合理性及嚴密性、實驗的環保理念等對中學生正確理解和掌握知識、培養學習興趣和科研素養、掌握實驗操作、拓展思維模式等有著極其重要的作用。化學實驗的綠色化創新和改進，可以調動學生學習化學的積極性和主動性，培養其對化學的興趣，并加深對知識的理解和記憶，可以為提高課堂教學高效性提供策略和典型范例，這樣的實驗改進，能夠輕松實現綠色化教學，讓學生順理成章接受綠色化學理念，使學生認識到，化學絕不意味著污染，更高層次的化學、對環境友好的綠色化學等待我們去學習、去探究、去發展。
參考文獻
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