氨气的喷泉实验

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氨气的喷泉实验范文第1篇

氨气的喷泉实验是一个有力证明氨气在常温下极易溶于水，并证明其水溶液呈碱性的精彩实验。它是高中化学教学过程中的一个重要的演示实验，也是高考常考的考点之一。这个实验新奇、有趣，能极大地调动学生的学习兴趣，从而酒鹛角笮轮识的欲望。但按照教材提供的方案进行实验，效果不理想，氨气容易逸散造成环境污染。我在教学实践中尝试性地探索改进方案，终于寻找到一种实验现象明显、可操作性强的氨气喷泉实验新方法。

实验仪器及材料

饮料瓶、尖嘴玻璃导管、短玻璃导管、橡皮塞、橡胶管、软胶管、小药瓶、圆底烧瓶、自制单向阀、点滴输液管的滴斗、注射器、浓氨水、氢氧化钠固体、酚酞试液、水。

实验装置组成见图1，实物照片见图2。

创新点

把气体的收集和喷泉实验的装置连接成一个整体，无需先收集氨气，操作简单易于进行，实验成功率高。

节约时间和药品，整个实验可在3分钟内完成；药品用量少，实现了实验的微型化。

整个装置气密性好，避免了对环境的污染。

制备原料简单常用，造价便宜，合理利用了一些废弃物。

尖嘴处经过特殊处理，能多层次喷泉。

实验原理

利用浓氨水的挥发性，在其中加入氢氧化钠固体后，氢氧化钠溶于浓氨水后增大了溶液中氢氧根离子浓度，促进可逆平衡逆移，且溶于水时放出热量，加速了浓氨水的挥发，迅速放出氨气。

氨气极易溶于水。将塑料瓶中水挤入烧瓶，氨气溶于水，瓶内压强迅速减小。

大气压将塑料瓶中水压入烧瓶，形成美丽的喷泉。

实验操作和现象

准备工作

连接好仪器，检查气密（通过B向整套装置中注入空气，若D中有气泡产生，证明气密性良好）。

向C装置中加满水，并向其中滴几滴酚酞，盖好E的胶帽，盖好C的瓶塞。

向A中加入2g Na0H固体，向B中吸入5mL氨水，连接好A、B装置。

向D装置中注入适量的水并向其中滴几滴酚酞，使其恰好没过单向阀下端，安装好D装置。

开始实验

推压B的柱塞，向A中缓慢注射氨水，产生的NH，经过单向阀进入E圆底烧瓶，D中有大量的气泡排出，我们会先看到下端小滴斗溶液先变红，当看到上端小滴斗溶液也变得微红后，说明圆底烧瓶内氨气已基本充满，此时关闭止水夹，挤压C，使少量液体进入F中，打开E胶帽，就会出现红色喷泉。

实验注意事项

实验前烧瓶耍保持干燥，烧瓶内空气需排尽。

所加药品的量需根据烧瓶的大小适当调节。

氨水注入氢氧化钠的速度要比较慢，保C氨气全部进入圆底烧瓶，避免氨气外逸，污染教学环境。

氨气的喷泉实验范文第2篇

关键词：“喷泉”实验；研究性学习；实验教学；教学功能

文章编号：1008-0546（2017）01-0011-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.003

以氨气为例的喷泉实验是高中化学实验教学中的一个亮点，它不仅能紧密联系生活中的景观，抓住学生的兴趣点，而且该实验操作简单，现象明显，探究性强，处理得当，能在学生的脑海中留下难忘的印迹，受益终身。对该实验的变形设计，包括引发方式和原理的探寻、双喷泉的设计都能激发学生的探究热情，但是笔者认为，对喷泉实验的学习和探究也要循序渐进，依据不同版本教材的不同呈现方式在高中教学的不同阶段提升和挖掘该实验素材的教学功能。

一、高一阶段――以喷泉认知氨气的性质

1. 教材分析

“喷泉”实验在人教版、苏教版和鲁科版的高中化学教材中有不同的呈现方式，具体如表1所示。

2. 学生认知基础分析

以使用人教版教材的学生为例，学生在第二章化学物质及其变化中已学习了物质的分类和离子反应的基本概念，初步了解了电解质和电离，但由于对这部分知识的学习还处于初级阶段，比如对弱电解质及其电离还不够深入，学生对氨气遇水形成碱性溶液的认识缺乏理论基础，此外学生对气体在水中的溶解性也不够明确，结构知识还很不到位，还没有完全掌握“结构性质用途”的化学学习规律。

3. 教学目标达成

以人教版为例，氨的性质和制备共安排1课时，本节课的教学目标可以定位在通过对喷泉实验的分析掌握氨的主要性质，结合氨的性质引导学生探究氨的制备方法及其原理。教学过程中，学生对氨的性质的获得，主要通过教师借助喷泉实验引导学生大胆猜想和推断来完成。目标达成过程中，从红色的喷泉推断出氨溶液呈碱性，由碱性推断出溶液存在氢氧根离子，而根据氨本身的组成元素分析和第二章所学，氨属于非电解质，本身不会产生氢氧根，由此可以推断氨首先与水结合成可以电离出氢氧根的物质NH3・H2O；结合已有的物理知识，明确喷泉实验的原理是因烧瓶内外产生的压强差使烧杯中的液体进入烧瓶内，从而形成喷泉。实验中是通过挤压滴管使少量水进入烧瓶即产生较大的压强差，由此可以推断氨在水中的溶解性很大。

二、高二阶段――以原理探讨喷泉实验的改进

1. 学情分析

对高一学过的喷泉实验进行深入剖析会让学生有更高的探究热情。此时将既有的结论从性质推测走向理性的结构分析，进一步构建结构决定性质，性质决定用途的化学思想方法，明确氢键对物质性质的影响，推知氨极易溶于水并且所得氨水显碱性的原因是氨分子和水分子之间的氢键，分析氨易液化也是源于氢键，是因为NH3分子与NH3分子之间形成氢键导致沸点较高，易于液化。

2. 学生认知基础分析

进入高二阶段学习的学生已经完成了高中化学两个必修模块的学习（具备了有关氨的基本知识），再加上高二下阶段对选修3的学习（具备了价键意识），可以建立研究性学习平台，在对氨气喷泉实验的原理进行深入探究的基础上，探讨喷泉实验的改进。

3. 活动设计和目标达成

[活动主题]氨与水的喷泉实验引发方法

[资料获取]以“喷泉实验”“引发措施”等关键词进行搜索（教师在布置任务前先行检索相关文献）。

[汇报交流]学生根据所收集的资料进行筛选和整理，形成文本材料，并制作成PPT进行交流汇报。

[实验探究]指导学生通过分组讨论、实验、小结等环节完成科学探究：

（1）提出研究假设。通过分M讨论，提出喷泉实验引发方法存在以下几种：①用胶头滴管先注入少量水；②用热毛巾先捂装满氨气烧瓶后取走；③用冷毛巾先捂装满氨气烧瓶后取走；④……

（2）设计实验进行验证。为了学生顺利实施自行设计的方案，教师应该预先准备好若干个装满氨气的烧瓶。也可以引导一些具有探究经验的学生尝试对某个指定装置产生喷泉的思考和操作。如图1所示装置，将锥形瓶放置在水槽中，锥形瓶中加入易挥发试剂（如酒精），水槽中加入冰水后，如果再加入一种物质，结果也产生了喷泉。思考水槽中可以加入的是什么物质？简述理由并通过实验验证。

（3）得出实验结论：小组交流完善（略）。

在面对学生不合理的方案设计，不要过多的干预，只要他们是积极去完成实验探究，就能自行发现方案的不合理性，从而激发他们改进的欲望和热情，体验自食其力收获知识达成目标的喜悦。教师要有静待花开的气量和耐心。直接给予的方案再成熟也是别人的，探究的目的就是要让学生自己的方案从不成熟到成熟，或许我们还能收获出乎意外的惊喜。所以对于研究性学习活动，我们主要是为学生提供科学探究的平台，提供时间、空间和设备仪器，培养学生脱离老师的指令后自己获取知识的能力。在实验探究热情高涨的情况下，再鼓励学生结合所学的结构知识探究氨在水中的溶解性很大和氨水呈碱性的原因，最后再做一个小结。

三、高三阶段――以喷泉实验拓展知识运用

1. 学生认知基础分析

进入高三化学一轮复习时，学生已经完成了对高中化学两个必修模块和三个选修模块的学习。此时，学生已经掌握了必要的基本概念（反应热、弱电解质的电离等）、比较系统的元素化合物知识（氨与氯化氢的化合、氨与水的反应等）及物质结构与性质（氨易溶、氨易液化、氨水显碱性等性质与氢键存在的密切联系。）

2. 复习目标达成

高三复习不仅要“温故”，更重要的是“知新”，也就是说要在复习已有知识的基础上进行知识的整合，实现知识的融会贯通，进而达成能力的提升。这就要求教师精心策划组织，积极调动学生情感，提升课堂价值。此时以氨气的喷泉实验为主题的专题复习，可以将基本概念、元素化合物知识和物质结构知识等有机结合，进一步帮助学生提升从掌握基础知识到运用知识解决实际问题的能力和水平，最终达成三维综合目标。对高三一轮复习喷泉实验的教学目标进行分解，如图2所示。

3. 专题复习教学片断

片断1 常见喷泉实验装置的分析和比较

[设计意图]如图3所示，通过不同喷泉实验装置，不同实验原料和多种引发方式的选择比较，帮助学生进一步厘清喷泉实验的本质，总结出喷泉实验成功的关键因素：①盛气体的烧瓶必须干燥，否则，在收集气体时因J内残留水分迅速将收集的气体大量溶解，导致瓶内空气没有被排尽，压力不够，难以形成喷泉；②烧瓶内气体的量。要充满烧瓶， 确保气体溶解后产生的内外压强差足够大；③实验装置的气密性。实验前必须检查装置气密性，若漏气，则喷泉难以形成；④气体的溶解性。所选气体能在所用液体中因大量溶解或快速反应而被吸收。通过对喷泉实验原理的深入研究，帮助学生在喷泉的自然情境下对一些化学实验基本操作进行复习，同时帮助学生触类旁通，掌握综合理化知识解决实际问题的本领，完成了解、理解到灵活运用的目标转变。

片断2 组合式喷泉实验的设计

如图4所示装置，实验前关闭a、b、c止水夹。

（1）若要在该装置中产生喷烟现象，如何操作？

（2）若要在该装置中产生双喷泉现象，如何操作？

[设计意图]组合式喷泉实验的设计有助于进一步提高学生对喷泉实验原理的掌握。通过轻微挤压胶头滴管使很少量水进入烧瓶，溶解右瓶中的部分NH3使瓶Ⅱ内压强减小。打开活塞a、c，瓶Ⅰ中的HCl进入右瓶生成NH4Cl固体而在右瓶管口产生喷烟现象。过一段时间，打开活塞b，则烧杯内的水会压向左右两个烧瓶，在左右两瓶中均产生喷泉。若预先在水中滴加紫色石蕊试液，则在左瓶中产生红色喷泉，在右瓶中产生蓝色喷泉。运用已有的喷泉实验基础，拓展思维，将元素化合物知识与喷泉实验原理之间的结合进一步延伸，提升学生的科学素养和综合应用能力。

片断3 氨气喷泉实验拓展

在喷泉实验的基础上进一步拓展，以提高学生知识应用的能力。

[设问1]利用图5装置所收集到的气体能否直接用于“喷泉实验”？说明你的理由。

[设计意图]引导学生从“喷泉实验”的要点思考NH3的净化、收集、检验等一系列问题，巩固整理NH3的部分性质。

[设问2]NH3为何极易且快速溶于水？要使“喷泉实验”现象明显需对该装置得到的气体作怎样的处理？

[设计意图]在“喷泉实验” 实际准备情境下引导学生对氨气的性质复习巩固并灵活运用。鼓励学生针对两个问题所涉及的多个知识点和多处细节，相互补充完善，充分体验“合作学习”。同时为后面乙、丙烧瓶中“喷泉”的引发作好铺垫。

[拓展延伸]（1）图6 乙烧瓶中充满干燥的NH3，是否可以产生喷泉？如果可以则如何引发？（2）丙烧瓶中是空气，如何选择试剂A、B才能使水向上喷出？（3）若在标准状况下“喷泉实验”结束时整个烧瓶充满液体，则所得溶液的物质的量浓度是多少？

在上述过程中，以“喷泉验”问题组为主线，以归纳氨的结构和性质为暗线，组织独立思考、合作探讨、运算对比等学生活动最终达成对信息的获取、加工和应用。

教学目标的达成不是一蹴而就，而是在循序渐进中分阶段达成的，从现象到本质，从本质到运用，是科学认知的必经之路。分阶段达成教学目标、能力目标和情感价值目标应以不同教学阶段，学生不同认知基础和教材知识结构等诸多要素为基础。关于喷泉实验的学习是一个集物质结构、元素化合物知识和实验的综合性问题，没有必要在高一新授课就多面灌输，急求透彻理解，全面把握，否则必将得不偿失，不如保护学生的求知欲和兴趣点，在不同的教学阶段逐步深化对其认识和理解，让学生在求学过程中渐渐体验拨开云雾，豁然开朗。比如高二巧妙利用喷泉实验培养学生学习化学的兴趣和探究热情，高三复习则侧重于通过一些基本实验素材，努力提升学生对知识的综合运用水平，增强学生对实际问题的解决能力。我们还可以寻找并科学合理地利用好其他实验素材，在尊重学生学情、权衡不同学段学习重心的基础上，不断挖掘他们内在的教学功能，充分发挥高中化学实验对培养学生化学核心素养的重要作用。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003

[2] 顾晔.“氨和铵盐”一轮复习课[J].化学教学，2010（7）：51-53

[3] 顾晔.“过氧化钠与水反应后滴加酚酞”实验在高中不同阶段的教学功能挖掘[J].化学教学，2014（8）：42-45

氨气的喷泉实验范文第3篇

关键词：喷泉实验；活性炭；气体

文章编号：1008-0546（2012）11-0097-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.042

现在房子的装修大部分使用化工材料，装修之后产生的有害气体可能会影响到人们的健康，如：混凝土、防火板产生氨气；人造板材家具、壁纸、地毯产生甲醛；油漆、合成纤维产生苯等。于是市场上有用于吸附这些有害气体的活性炭出售，某品牌就是其中的品牌之一，该产品的说明书上：通过CTC>100%，比表面积：1500m2/g来反映其吸附能力强，但是测定这两个数据需要的实验仪器和知识贮备都较高，不符合高中化学实验的要求，于是我选用大家熟知的喷泉实验来定性分析这种活性炭的吸附能力。

一、实验原理

活性炭对乙醚蒸汽、氨气、二氧化氮、甲醛、一氧化碳等气体有较强的吸附作用。当活性炭把圆底烧瓶中的气体吸附之后烧瓶中的气压下降，外界的大气压将烧杯中的液体压入烧瓶而出现喷泉，以喷泉出现的速度来判断其吸附能力，因为活性炭吸附能力越强，喷泉出现的越快。

二、实验材料

某品牌活性炭、甲醛液体、氨水、四氯化碳、台秤、铁架台、圆底烧瓶（500mL）、烧杯（100mL）

三、喷泉实验

（1）按图1组装实验仪器，向位于水浴中的干燥烧瓶中加入10mL氨水，用30℃的水浴对氨水加热2min，使从烘箱中拿出来的250mL烧瓶迅速充满氨气，立刻投入0.1g活性炭，马上塞紧带有尖嘴玻璃管的橡皮塞（橡皮塞上的尖嘴玻璃管深入到烧瓶中的长度约为3cm，防止活性炭将其阻塞，乳胶管被止水夹夹紧），摇一下。按图2组装仪器，在烧杯中加入四氯化碳溶液至浸没玻璃管下端。打开止水夹，烧瓶中出现喷泉现象，四氯化碳液体很快充满烧瓶。

（2）按照上述方法使圆底烧瓶中充满甲醛气体，装置2烧杯中加水至浸没玻璃管的下端，按照上面的步骤进行实验操作，出现喷泉，烧瓶中很快充满水。

四、实验分析

氨气的喷泉实验范文第4篇

关键词： 实验改进 化学理论 创新能力 发散思维 知识迁移

一、氨气喷泉实验的改进

必修教材中的喷泉实验是先收集满满一烧瓶干燥的氨气，并且要求所用烧瓶必须干燥，一旦烧瓶湿润，就要换一个干燥的烧瓶，否则实验就会不成功。改进方法：采用的装置与课本一致，但药品使用不同。操作方法，向气密性好的烧瓶中放入固体氢氧化钠，然后迅速加入少量的浓氨水，盖上塞子，固定好烧瓶，挤压胶头滴管中的水，立即出现喷泉现象。这样改进后，做喷泉实验可以不用考虑烧瓶是否干燥，因为湿润的烧瓶，同样可以做喷泉实验。而且可以不用事先收集一烧瓶的氨气，做喷泉实验的氨气可以即用即取，操作起来很方便。在对此实验改进过程中与学生一起展开探讨：传统的氨气的喷泉实验，通常用固+固加热的制气装置获得氨气，反应原理即Ca（OH）■+2NH■Cl■CaCl■+2NH■+2H■O，改进后的实验是利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气的，NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH■浓度的增大有利于NH■的生成。学生会思考：1.利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气该用什么样的制气装置？2.这样制取氨气利用什么化学反应原理？3.打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，为什么会形成喷泉？然后，我们进一步引导：如果去掉胶头滴管打开止水夹，则可以用什么方法让喷泉形成？学生经过讨论和分析，得出：用热毛巾“捂热”烧瓶，氨气受热膨胀，通过导管与水接触，即产生喷泉，或用冰毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入瓶内，烧瓶内氨气溶于水。这样的改进探讨甚至在高三总复习阶段展开都十分具有意义，因为涉及了喷泉实验的原理――利用溶解性形成烧瓶内外压力差，几个常见的制气装置的应用，还有氨气的几种实验室制法，甚至化学反应原理如平衡移动的原理的复习。复习起来饱满而有张力，从实验装置、实验原理到化学反应原理一气呵成，不仅能提高学生知识迁移的能力，而且能帮助学生加深对化学理论的理解。

二、铜、锌―稀硫酸原电池实验改进

铜、锌―稀硫酸原电池实验中，理论上铜片上有气泡，锌片上没有气泡，但是实验中，由于锌片的纯度低，锌片上形成大量微小原电池，因此锌片上有大量气泡，而铜片上几乎看不见气泡，虽然通过电流计可以检测到电流，但是实验的直观性大打折扣，影响实验效果。

根据原电池原理，铜、锌在一定浓度的稀硫酸中形成的电势差是一个定值，但是实验中铜片上气泡少，说明通过溶液的电流低，也就说明溶液的导电性差。通过增加溶液的导电性提高溶液的电流，但如果增加硫酸的浓度，实验中随着硫酸的浓度增大，溶液的导电性增强，电流强度增大，铜片上气泡逐渐增多，但是锌片上此时气泡增加得更多，锌片上的气泡扩散到铜片上，影响铜片上气泡的观察。另外，如果减小铜片锌片电极间的距离，就可以观察到铜片上气泡增加，但是此时锌片与铜片距离较近，锌片上的气泡干扰铜片上气泡的观察。所以，我们做出以下改进：

往溶液中加入固体食盐或者固体的硫酸钾等。实验中，随着食盐浓度的增加，铜片上的气泡逐渐增多，此时测定电流发现电流逐渐增大。通过硫酸溶液中加入氯化钠，极大地提高了实验的直观性。实验结果表明，在铜、锌―稀硫酸原电池中实验中加入氯化钠固体或者固体的硫酸钾等，现象更明显直观。学生在反复探讨改进此实验的过程中，同时也解决许多疑问：1.为什么观察到锌片上有大量气泡，而铜片上几乎看不见气泡？2.为什么制取氢气时用稀硫酸与粗锌反应比与纯锌反应快？3.为什么锌片与铜片距离靠较近时，气泡会明显增多？为什么往溶液中加入固体食盐或者固体的硫酸钾，现象更加明显直观？通过探讨，学生会问，会思，会悟，更有一种拨云见日、豁然开朗的感觉。整个过程中不仅促进了学生注意力的集中，而且激发了学生对实验现象的本质进行探索式的分析，培养了学生科学严谨的态度，使学生的化学学科素养得到了一定的提高。

三、浓硫酸的“黑面包”实验

传统的浓硫酸的“黑面包”实验是这样进行的：在个大号的实验杯中加些蔗糖（已研磨细），不要加太多，适量就好。之后将一个玻璃棒竖着放在糖的中间的位置。再缓缓倒入浓硫酸（98%），倒的时候一定要小心，要沿着杯沿倒，让硫酸沿着杯壁缓缓流下。还有玻璃棒一直要竖着，这样黑面包做好了也容易取出。加的硫酸不要太多，加多了没用，加少了不行。看着蔗糖表面都快发黑了就差不多了。这样做的不足之处是：实验产物中的SO■很不利于师生的身体健康，也不符合化学教育中环境保护的初衷，并且本实验只让学生观察到浓硫酸使蔗糖炭化，并且膨松成“黑面包”，而未让学生明白气体的成分。我们引导学生展开探讨：1.推测产物成分并如何验证产物成分？2.如何处理有毒气体？3.如何改进实验装置实现验证产物成分及处理有毒气体？现将该实验改进如下。实验步骤：①将装置连接好，检查气密性。②在圆底烧瓶中放入已研细的蔗糖约10g滴人1至2mL水，然后将其余药品按下图装置装入瓶中。③将分液漏斗中的浓硫酸逐滴加入圆底烧瓶。实验现象：可观察到圆底烧瓶中的蔗糖由白一黄一棕黄一黑，最后炭化，并且膨松上胀成疏松多孔状黑色物质，像“黑面包”一样。同时可看到品红溶液逐渐变为无色，可证明有SO■生成。酸性高锰酸钾溶液颜色由深到浅，可证明已将剩余SO■除去。品红溶液无变化，可证明SO■已除尽。澄清石灰水变浑浊可证明有CO■生成。实验特点：1.现象明显，可见度大。圆底烧瓶中可明显观察到蔗糖炭化的一系列过程，还可观察到品红溶液的褪色和澄清石灰水变浑浊等现象。2.实验连续，综合性强。充分展示浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性，以及SO■的漂白性、还原性等。3.节约用品，操作方便。实验中将浓硫酸改用滴加方式既安全又能控制用量。4.防止污染，保护环境。本实验中的SO■被吸收处理，有利于环境保护，并能对学生进行环保教育。总之，展开这样的改进探讨有许多好处，可以挖出许多内容。在参与的过程中学生能详细掌握浓硫酸和二氧化硫的性质并学会运用，然后思考：1.酸性高锰酸钾溶液颜色由深到浅但并未完全褪去，为什么高锰酸钾要过量？2.为什么用澄清石灰水变证明有CO■之前必须除尽SO■？怎样证明SO■是否完全除尽？3.如何区别CO■和SO■气体？这样做，学生学会了严谨地对待化学实验，提高了逻辑思维能力和实验结果的分析能力。

“听过的很快会忘记，看过的有一些印象，做过的才能理解、掌握。”这句话说明，学生只有亲自操作，经历了探索知识的过程，对知识的理解才能深刻。这样的实验改进探讨为学生提供了主动参与、交流合作的机会，不仅学生的实验设计能力、操作能力、观察能力、结果分析能力有了较大的提高，而且大大提高了化学理论教学的成效。化学实验是化学教学的灵魂和支柱，也是提高人才科学素质，特别是创新思维能力的重要载体。充分利用实验，适时引导学生探讨实验改进，可以有效培养学生的创新意识，提高学生的创新思维素质。这也是新课程改革的目标之一。同时也能更好地服务于教师的课堂教学，更科学地用好教材实验，并将实验教学的功能与价值发挥到最大，也有利于激发教师的教研兴趣，形成学习与创新型的教师队伍，提高教师队伍的综合素养。

参考文献：

[1]李伟.几个化学反应原理实验的改进[J].化学教与学，2015（6）：93-95.

[2]蔡一霞.新课程下提高化学实验教学有效性的策略[J].实验教学研究，2015（6）：87-89.

氨气的喷泉实验范文第5篇

关键词：绿色化学；微型仪器；氨气；二氧化硫

文章编号：1008-0546（2016）04-0094-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.036

绿色化学是近年来发展起来的一门新兴学科，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学等。绿色化学的目标在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，最终实现零排放和零污染，是一门从源头上阻止污染的化学。世界各国都十分重视绿色化学的教育和发展，绿色化学已经成为现代化学教育的主要发展方向[1-2]。中学化学实验是中学生学习化学学科知识的重要途径，是学生可以通过感官直接感知的实践过程，学生在实验过程中，能进一步领悟绿色化学的宗旨，并逐步培养绿色化学的意识。但是中学化学教科书对化学药品用量没有明确规定，有的表述比较模糊。在做分组实验时，有相当一部分学生取用药品喜欢“多多益善”，不仅浪费了药品，而且由化学实验产生的废水、废气、废渣等也会对周围环境造成不同程度的污染。如：在做Cl2制备与性质、卤素的性质、Cu和浓H2SO4反应等学生分组实验时，往往会有有毒气体进入空气中，不仅污染空气，而且直接影响师生健康。因此，在中学实施绿色化学实验教育，无论从中学生的科学素质的培养，还是从生活环境的责任感与绿色化学理念的形成等方面，都是十分必要的。

高中化学实验绿色化、微型化[3-6]就是在高中化学实验教学中以绿色化学实验的核心理念为指导，对常规实验的不合理、安全性能低、污染严重等方面加以改进，达到绿色化学的减量、回收、重复使用、尽可能密闭可控、处理尾气诸方面的要求，实现“尽可能小剂量、省资源、少污染、低成本” 的实验室实验，进而培养学生良好的化学素养，以实现课程教学目标。

化学实验绿色化的研究，涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器的研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验方面的研究。如何在实际教学中，结合当前素质教育，把绿色化学绿色新概念、新思想、新要求教育贯穿于中学化学教学的全过程之中，是一个新的研究课题。作为中学化学老师，能够就地取材，因繁就简，开发和创新教材实验[7]，对中学生是最好的鼓励和引领。

一、现有教学实验的不足之处

中学化学教学中，有很多性质实验，用传统的实验方法和仪器设备实验效果并不明显且缺乏绿色化学意识，例如：人教版《必修1》将氨气性质的实验分成氨气与水的喷泉实验、氨气与酸的玻璃棒实验两个部分来进行的。但在实际操作中存在以下不足：

①喷泉实验所用的氨气采用常规的实验室制法，若现场收集，则耗时长，且氨气易泄漏而造成污染；若课前制好备用，则常因保存不善导致实验失败。

②NH3与浓盐酸的玻璃棒实验，若为教师演示，则白烟过淡，且保留时间不长，不便于学生观察；若为学生分组实验，又会因为不是在密闭条件下进行，众多学生同时实验，容易造成室内空气被污染，不利于健康。

③学生对看到的是“烟”还是“雾”存在疑问。

④容易受到风等因素的干扰，影响实验效果。

又如：二氧化硫的制取及性质实验，该实验出现在高中化学人教版《必修1》第四章第三节，是高中化学课程中非常重要的实验，内容多，难记忆。如果学生没有经过实验的亲身体会，对这些实验的印象都不深，学习也比较困难。但是该实验无论是老师演示还是让学生自己动手做，仪器都比较复杂，药品用量多，而且二氧化硫的气味难闻，具有刺激性，对身体和环境都会造成不良影响。

二、基于主流化学理念的实验改进

基于“环保、高效”以及“绿色化学”“安全化学”等理念，本文针对上述实验中存在的不足，进行了如下改进：

1. 基于“环保、高效”理念的氨气性质改进实验

将NH3的性质实验一次性完成、成功率高且不污染环境、实验器材廉价易得，不易破碎、便于学生分组实验等是本次实验改进的目的。

（1）实验用品

①器材：圆底烧瓶（250mL）或塑料洗手液瓶（250mL），分液漏斗（ 50mL），三个透明软塑料瓶（如矿泉水瓶，250mL，需干燥），玻璃导管，烧杯，止水夹，少量棉花等。

②药品：氢氧化钠固体（分析纯），浓氨水，少量浓盐酸，酚酞指示剂。

（2）实验装置图

（3）操作步骤及实验现象

①瓶A内放少量NaOH固体，分液漏斗中装浓氨水；

②瓶B、瓶C均为滴有酚酞的水；

③瓶D放置一团滴有浓盐酸的棉花。

组装连接好装置后，打开止水夹K1、K3，关闭K2，旋开分液漏斗活塞，制取氨气；当看到D中出现大量白烟，C中溶液颜色很红且产生气泡缓慢后，关闭K1、K3，打开K2，挤压瓶B，将水挤入烧瓶内后松手。即可看到烧瓶内形成美丽的喷泉，同时瓶B变扁。

通过这样的改进后，我们能看到，喷泉实验中，水几乎充满整个烧瓶，瓶B被压扁，让学生很容易看到压强在此实验中的作用；瓶D的瓶壁上有大量的白色固体物附着，让学生对白烟有了直观的认识。

（4）本实验的设计亮点

①有理有据：喷泉实验的原理是利用内外压强差所形成的，而矿泉水瓶受压很容易变形，会看到很明显的现象，于是我们用废弃的矿泉水瓶组装了实验装置。

②取材方便：充分利用废弃的矿泉水瓶，材料易得且不易破碎的特点，体现废物利用，灵活处理问题的思想。

③敢于创新：矿泉水瓶盖容易打孔，且可用粘胶粘住缝隙，实验过程中，只要旋紧瓶盖气密性就会很好，避免不易在橡胶塞上打孔，且易漏气等常见问题。

④重视环保：整个实验在密闭条件下进行，避免了NH3、HCl向室内扩散，有较高的安全性，充分体现“绿色化学”。

⑤拆装方便：关键部分的连接使用胶管、止水夹，拆装方便，导管不易折断；且矿泉水瓶的盖子规格几乎都是统一的，便于更换。

⑥操作简单：无论是教师做还是学生来完成，都很容易操作，且成功率高。

⑦直观性强：无论是烧瓶内形成的喷泉，瓶B的变扁，还是瓶D中的大量白烟，抑或是烧杯中的溶液变红，现象均十分明显，使学生通过实验观察对氨气的性质有较强的感性认识；特别是压扁的矿泉水瓶能让学生深切感受到大气压的存在和氨气的极好的水溶性。

⑧安全性高：实验的主要材料为矿泉水瓶，即使实验出现误操作，也不用担心出现炸裂，溅伤人。

⑨高效性：整个实验耗时约2分钟，为喷泉实验的分析和拓展延伸腾出了更多的时间。

我们对氨气性质实验改进后，无论是教师做还是学生来完成，都很容易操作，且成功率高充分调动了学生学习的兴趣与积极性，初步落实了“用实验让化学课堂成为学生快乐的体验场”。

2. 基于“绿色化学、安全化学”理念的SO2制取及性质实验的改进

在对二氧化硫的制取及性质实验，我们采用微型实验仪器来完成这一系列实验。改进后的实验装置如图2。

（1）实验装置改进：用6孔井穴板代替了6个反应器，塑料滴管代替了分液漏斗。

（2）实验操作步骤：

①先检查气密性。在后5个井穴中装入少量水，盖好长进短出的导管塞，在第1个井穴的长导管上插入塑料滴管，挤压滴管，各井穴中均有气泡冒出，说明气密性良好。然后把水倒掉。

②滴管装浓硫酸，6个井穴分别按照表1加入所需药品。6个井穴在整个实验中的作用如表1描述。

③盖好长进短出的塞子，吸1/5滴管的浓硫酸，插入第1个井穴的长导管上，轻轻挤压滴管，反应发生了。我们可以很快看到石蕊变红，品红和高锰酸钾褪色，硫化钠溶液中有黄色的浑浊，一次性验证了二氧化硫的几种性质。

3. 实验的创新点

①使用了微型实验仪器，药品用量很小，从源头上防止了化学实验造成的污染，所以二氧化硫几乎没有造成污染，真正达到绿色、环保、健康。

②微型实验仪器成本低，体积小，操作方便，一次性把SO2的制取、酸性、漂白性、还原性、氧化性全部检验完，实验现象明显，操作简单。

③按每小组几人一套，甚至可以一人一套，可以实现“人人动手，边讲边实验”的理想化教学模式，可以使学生对化学的探究更有兴趣。

我们对二氧化硫的制取和性质实验改进后，从源头上解决了污染的问题，不用到实验室这样有通风设备的地方，就在课堂上就可以实现，操作简单，成功率高，充分调动了学生学习的兴趣与积极性，可以让学生对以前只能在习题或者课本上看到的实验现象有了直观的认识，印象深刻。

三、总结

中学化学实验是中学化学教学将理论与实践相结合的重要手段，实验易操作、实验现象明显、实验设计的合理性及严密性、实验的环保理念等对中学生正确理解和掌握知识、培养学习兴趣和科研素养、掌握实验操作、拓展思维模式等有着极其重要的作用。化学实验的绿色化创新和改进，可以调动学生学习化学的积极性和主动性，培养其对化学的兴趣，并加深对知识的理解和记忆，可以为提高课堂教学高效性提供策略和典型范例，这样的实验改进，能够轻松实现绿色化教学，让学生顺理成章接受绿色化学理念，使学生认识到，化学绝不意味着污染，更高层次的化学、对环境友好的绿色化学等待我们去学习、去探究、去发展。

参考文献

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[2] 朱文祥. 绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育，2001，22（1）：1-4

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[4] 朱恩.浅谈中学微型化学实验的三个问题[J].化学教学，2002，（4）

[5] 王祖浩，王程杰.中学化学创新实验[M].南宁：广西教育出版社，2007：298-299