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浅谈化学实验装置的改进的点滴方法甘肃省瓜州县三道沟镇初级中学石玉君摘要:在我们教学实践中发现人教版课改教材某些实验在内容安排、设计、仪器装置和药品选配等方面仍然存在一些不尽人意的地方。有些实验装置不尽科学,进行实验操作时费时费事费力、而且有些现象不够明显；有的实验设置过于呆板，学生感觉学习枯燥；有的化学概念应该通过实验教学才能更好的完成，然而在课改教材里却没有安排；有些实验课则安排不当，学生难以独立完成；有些实验尚未考虑环保因素，可能导致健康危害、污染环境等，对完成化学教学任务，促使学生探究性学习具有很大的局限。关键词：化学实验装置改进创新一、二氧化碳制备与性质改进实验关于二氧化碳的实验一般分为两部分──制取和性质。制取通常用大理石和稀盐酸反应，性质主要是探究其密度、溶解性、不支持燃烧和与水反应等。在制备二氧化碳和收集之后在来检验性质，主要方法有用燃着的木条检验可燃性，用高矮不一的蜡烛检验其密度大小，用澄清石灰水检验能否与之反应，用紫色石蕊溶液检验其能否溶于水，生成了什么物质，及该物质的酸碱性。但上面的实验有两点不足：a.实验不连贯，耗时太长，不利于课堂操作。b.反应物混在一起不便于分离回收。针对这两点，改进实验如下图。通过一整套装置将二氧化碳的制备与性质一起探究。首先是制备装置、然后通过澄清石灰水来证明二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；后面二氧化碳通过紫色石蕊溶液，证明二氧化碳溶于水后生成的碳酸使紫色石蕊溶液变红；最后将二氧化碳导入放有阶梯蜡烛的烧杯中，证明二氧化碳密度比空气大，不支持燃烧的性质。在试管中加滤网不仅可以将大理石与稀盐酸分开，也可以使大理石与稀盐酸的接触面增加，使得反应更充分，利用了启普发生器原理。此改进实验将传统分散的实验综合了，克服了以前实验存在的不足，成为了一个连贯，快捷，方便的实验。对实验结果的观察归纳和器具的整理清洗都有帮助。二、过氧化氢制取氧气装置的改进2.1【设计意图】使用传统的玻璃仪器制取氧气，仪器容易破碎，连接装置麻烦，还需要检查装置的气密性等，使用起来不是很方便。为了能快速安全方便地制取氧气，我将过氧化氢制取氧气的装置进行了改进，效果不错。2.2【实验装置】2.3【实验原理】2H2O22H2O+O2↑【实验用品】仪器：250mL医用输液瓶、20mL注射器、输液管、烧杯、酒精灯、药匙、火柴药品：二氧化锰、5%的过氧化氢溶液2.4【实验操作】在上课前准备好一个250mL医用输液瓶、1支20mL注射器与1根输液管。输液管剪去一部分，只需留下一段，进空气的管要先用火烧一下使其密封。拔下注射器的活塞，向在其中加入一定量的二氧化锰，安装好活塞。吸取一定量的水，振荡，将混合物注入输液瓶中。将输液管插入输液瓶的胶塞中。用注射器向输液瓶中加入5%的过氧化氢溶液，即可制取氧气。2.5【说明】本实验用到250mL医用输液瓶、20mL注射器2支、输液管1根，都可以是医用废弃品；输液瓶和注射器最好都是塑料的，不容易破碎。使用输液瓶、注射器、输液管做制取氧气的发生装置，好处很多：a.输液瓶的容积大，可以用来制取大量的氧气；b.密封性好，可以省去检查装置的气密性的操作；c.与实验室制取氧气的任何装置相比较，连接装置起来要简便多；d.使用注射器能很好地控制过氧化氢的使用量和反应速率;e.注射器的使用，使操作简便安全；f.绝不用担心液体会飞溅出来,非常安全。g.节省药品（输液瓶里面的二氧化锰可以多次使用，损失的可能性也非常小；用过后拔掉输液管，里面的氧气不会扩散到空气中，下次使用可以减少过氧化氢的使用量）；h.废物利用，节约资金（输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复使用）；i.适合学生做实验用；j.有助于培养学生的创新精神，节约思想，变废为宝的理念三、氢气实验装置的改进3.1改进的意义做氢气在氯气中燃烧的实验时，感到实验装置存在以下不足：其一、实验对环境造成较大的污染；其二，氢气在氯气中燃烧的持续时间较短；其三，燃烧产生的苍白色火焰不易被学生观察到。故本文对该实验进行了改进，改进后的装置不仅实验现象好，弥补了原装置对环境造成污染的不足，实现了实验过程的绿色化，而且实验现象明显，并能同时进行氯气和氯化氢的相关性质的实验。3.2改进的方法收集满氯气于烧瓶中，用胶塞塞紧，倒放在铁架台的铁圈上。将一小段蜡烛在酒精灯上加热，部分融化后，将其固定在烧瓶的外壁上备用。在盛水的烧杯中，滴入紫色石蕊试液。滴入量以颜色变为紫色为宜。将带有玻璃短弯管、玻璃尖嘴导气管的双孔胶塞安装在烧瓶上，短弯管伸出胶塞约0．5mm长；尖嘴导管伸进烧瓶的长度由烧瓶的容积来确定，尖嘴位置高度在倒放的烧瓶容积的1／4～1／3处。用橡皮筋将气球系在短玻璃导管上，再用咬头滴管滴入1～2mL水于气球中。最后用乳胶管将尖嘴导管与制氢简易装置相连(图1)。3.3改进装置图3.4实验操作方法a.用简易装置制取氢气，验纯后点燃，在左手取下装氯气烧瓶的胶塞时，用右手迅速将点燃氢气的尖嘴导管伸进烧瓶内，同时塞紧双孔胶塞，如图1所示。此时，可看到氢气在氯气中平静地燃烧，产生苍白色火焰，燃烧火焰与氢气在空气中的燃烧明显不同，现象明显。燃烧持续一段时间后，由于燃烧产生的热使烧瓶内气体膨胀，气球逐渐胀大；同时由于烧瓶受热，温度升高，固定在上方的蜡烛掉了下来。待氯气的黄氯色逐渐变淡后，用弹簧夹夹住乳胶管，停止通氢，燃烧终止。b.撤去制氢装置，将烧瓶取下，倒转使气球内的水进入烧瓶中，此时，可看到烧瓶内产生大量白雾(由氯化氢溶于水产生)。c.将烧瓶倒放在铁圈上，与尖嘴管、导气管相连后，再将导管放人烧杯中，如图2所示。打开弹簧夹，可看到烧瓶内形成美丽的喷泉，逐渐上升的液面上白雾茫茫，烧杯中紫色的水到达烧瓶后变为红色，过一段时间，烧瓶内的水变成了无色(这是由于未完全燃烧的氯气溶于水产生的次氯酸的漂白作用)。当喷泉实验进行一半时间左右，关闭导气管的止水夹，停止实验，将导气管插入另一个盛2％的氢氧化钠溶液的烧杯中(烧杯内先滴1—2滴酚酞)，打开止水夹，继续喷泉实验，直到喷泉不再产生，说明瓶内的氯气完全被中和。3.5注意事项a.装置的气密性要好，否则不仅达不到环保和绿色化学的要求，还影响喷泉实验的效果。b.产生的氢气要平稳，点燃时火焰高度以1～1.5cm为宜。c.为了进一步做氯气的性质，实验在燃烧的过程中要特别注意，当火焰快要熄灭时，立即停止通人氢气，确保氯气过量。d.连结烧瓶和制氢装置的乳胶管长度以点燃氢气伸进烧瓶时弯曲不堵为宜。四、一氧化碳还原氧化铁改进实验4.1实验目的将教材实验一氧化碳还原氧化铁复杂的联动实验，分割成几个独立的小实验，使实验操作简便；将有毒的CO始终控制在密封的集气瓶中进行实验操作，不仅便于实验操作和观察现象，而且注重环保、节省与安全。4.2实验用品铁、CO、澄清的石灰水、125mL集气瓶、带塞导管、酒精灯、药匙、滤纸、磁铁4.3实验装置4.4实验准备第一：取一只直径大小与集气瓶口径匹配的橡胶塞，用打孔器打一直径约4毫米的孔至三分之一深度，将一根短玻璃导管的一端固定在橡胶塞中；用玻管在氧化铁粉末中上下插几下，管内就会留有一段氧化铁，用纸擦去管外壁上的氧化铁粉末。第二：用排澄清石灰水的方法收集一瓶CO气体，并在瓶内预留少量澄清石灰水，盖上玻片备用（可用图1所示的装置制取）。4.5实验步骤a.实验时，手持橡胶塞将装有适量氧化铁粉末导管的一端在酒精灯上灼烧至红热后（如图2），迅速插入装有CO的集气瓶中（如图3），待玻璃导管冷却后取下橡皮塞，并用玻片盖住集气瓶口。b.将玻璃导管中的固体用火柴梗戳出，转移到滤纸上。c.将磁铁靠近滤纸上方，有黑色粉末被磁铁吸引，说明有铁生成；振荡集气瓶中的石灰水，观察到澄清的石灰水变浑浊，说明有CO2生成。d.点燃瓶内剩余的CO气体作尾气处理。e.实验后将实验所得的被磁铁吸引的“黑色粉末”与还原性铁粉做了进一步的对比，分别加入稀盐酸后，都能产生小气泡。4.6实验改进的意义a.改进后的实验，减少了加热前先通CO（不能点燃）的环节，既缩短了实验时间，又集中了学生的有效注意力，现象明显，避免了室内的环境污染；b.简化了实验操作，在一个集气瓶中分别完成“CO还原Fe2O3”、“检验生成气体产物”和“尾气处理”等三个化学反应，不仅有利于培养学生的创新思维和环保意识，还能使实验安全、更具有可操作性；c.反应后，CO和Fe2O3都有剩余，可直观说明该反应的条件为“高温”，强化了反应条件在化学反应中的重要性；d.可将教师“演示实验”改为学生“探究实验”，有利于学生学习兴趣和实验能力的培养。五、钠与水反实验改进5.1改进的原因因为，钠与水反应激烈，学生做实验时喜欢取较大颗粒的钠金属，所以容易发生危险。5.2仪器和药品镊子、小刀、U型管、两个胶塞、烧杯、钠酚酞溶液。5.3实验步骤：a.液面离管0.5cm--1cm左右，把U型管立放在烧杯中。b.豆粒大小的钠块，放入一侧管口中，迅速盖上塞子（现象钠浮大水面，熔成小球，到处游动，液面下降，水从另一侧管口溢入烧杯中）。反应完毕，用胶塞塞紧另一侧管。c.U型管，移近火焰拔开贮有气体一侧的胶塞，检验钠与水反应后所生成的气体。d.型管中的溶液倒入烧杯中，并滴几滴酚酞溶液。5.4改进后的优点a.比课本中的实验最大的优点是安全、还能检验钠与水反应生成的气体。b.仪器简单，操作简便安全，成功率高。总之，在化学实验教学中，我们不能机械地照搬教材。必须做到既有教材可依，又善于透过教材，积极探究科学的实验方法，改进实验手段，把遵循教材和灵活使用教材有机结合起来，对教材中每一个不合理的实验设定进行改进、创新、甚至补充，提高实验教学效果，达到实验教学的目的。