氨的喷泉实验创新设计来自《化学教育》 化学喷泉现象

“氨的喷泉实验”是一个有力证明氨气在常温下极易溶于水且兼有证明其水溶液显碱性的精彩实验。它新奇、有趣。每当出现美丽的喷泉现象时,学生总是好奇、惊羡,它极大地调动了学生的学习兴趣,从而唤起探求新知识的欲望。
采用现行新课标版所述的方法进行实验,在实际操作中存在几点不足:①做“喷泉实验”的操作步骤繁琐。因做喷泉实验时,需要事先收集好若干瓶氨气待用(重点学校班额多,通常要制取20多瓶);而且每做一次喷泉实验都要更换盛满氨气的圆底烧瓶,需重新组装实验装置再做。②喷泉实验效果有时不理想。由于氨气易扩散,预先收集好的氨气会泄漏,到使用时导致喷泉效果不好甚至实验失败;由于经典实验方法对氨气和收集氨气的装置的干燥程度要求高,稍有水分就易导致实验失败。③经典“喷泉实验”方案会有氨气泄漏,造成环境污染,方法与环保相悖。由于收集氨气时,部分氨气会逸出而污染环境;当氨气集满,转换装置时也易溢漏而造成污染。
基于上述3点不足,笔者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、重复性好且可以有效防止污染的氨喷泉实验新方法。现表述如下,供同仁们参考。

1实验装置图


2实验用品

烧杯2个(500 mL与250 mL各1个)、圆底烧瓶(250mL)、锥形瓶、尖嘴玻璃管、短玻璃导管、分液漏斗、橡胶管、双孔橡皮塞(2个)、止水夹(4个)、注射器(10mL);浓氨水、氢氧化钠固体、酚酞溶液、水。

3实验操作与现象

(1)按照图示安装实验装置:先安装除注射器之外的其他仪器,然后将注射器注满水,用手把针头慢慢地嵌入烧瓶下端的橡胶塞中,使针头微露出橡皮塞。关闭止水夹①、②、③,打开止水夹④,双手握紧烧瓶,观察小烧杯中的水是否有气泡产生,从而检验装置的气密性。
(2)锥形瓶内放入适量固体氢氧化钠,在分液漏斗内装入浓氨水,大烧杯内装入2/3容积的水,滴入酚酞,小烧杯内加入约10mL左右的水,并滴加酚酞。
(3)打开止水夹①,再打开分液漏斗的阀门,使分液漏斗内浓氨水适量流入锥形瓶(约1mL),当看到小烧杯内酚酞变红,说明氨气已收集满,当锥形瓶内反应基本结束时,关闭止水夹①、④。
(4)压注射器的活塞,使少量水进入烧瓶,然后打开止水夹③,即可产生美丽的红色喷泉。
(5)实验完毕,关闭止水夹③,打开止水夹②、④,烧瓶中的红色喷泉流入小烧杯中。
(6)向大烧杯里补充清水,小烧杯中的废液倒掉后也换上清水,并滴加酚酞,重复(2)、(3)、(4)操作,即可重现红色喷泉。(重现喷泉说明:再做喷泉实验时,虽然烧瓶中仍有上次实验时残留的少许液体,导致烧瓶不干燥,但并不影响下次的喷泉实验效果。因为当向烧瓶中再次通入氨气再现喷泉实验时,由于少许氨气会溶于残留液体使之变成饱和溶液后不会再溶氨气,因此烧瓶内仍会充满氨气,喷泉效果仍然完美无暇。)

4实验优点
氨的喷泉实验创新设计(来自《化学教育》) 化学喷泉现象

(1)把气体的制取、收集与喷泉实验的装置连成一个整体,无需事先收集氨气,操作简单、易于进行,实验成功率高;并有助于学生了解喷泉产生的原理。
(2)该实验装置有机地集氨气的制取、收集、喷泉实验、尾气处理于一体,既体现了操作的和谐性,又减少了环境污染(铵盐和碱石灰加热制氨气气味很大)。
(3)利用浓氨水和NaOH固体制取氨气,不要加热,操作简单,反应速率快,产生氨气多,喷泉实验极易成功。
(4)可节约时间和药品,整个实验可在1 min内完成。
(5)利用注射器代替胶头滴管可有效控制进水量,便于操作,喷泉实验易于成功。

5注意事项

(1)实验前必须检查装置气密性,在可能漏气的地方涂抹凡士林。
(2)制取氨气时,使分液漏斗内浓氨水适量流入锥形瓶(约1 mL),不易过多,以防浪费药品。

  

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