氧氣制取和性質的微型實驗

　　摘要：針對教科書上實驗裝置復雜、實驗過程中不能有效控制反應速度、缺少回收措施以及安全隱患等方面的問題，以綠色化學、微型化學實驗的核心思想為指導，探索并形成了“氧氣制取和性質”的微型實驗。
　　關鍵詞：氧氣；綠色；微型；實驗
　　文章編號： 1005–6629(2012)4–0041–03 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B
　　 1 教科書實驗存在的主要問題
　　而老師在講臺上演示硫在氧氣中燃燒、磷在氧氣中燃燒實驗時，講臺周邊彌漫著大量有刺激性味的煙霧，污染了環境，嚴重影響了師生的健康。
　　鑒于此，我們設計了一個簡潔、安全、可控、操作方便、現象明顯、“資源節約、環境友好”的新裝置，開發了氧氣制取和性質的微型實驗。
　　 2 綠色微型化的實驗裝置
　　2.1 裝置材料
　　注射器（5 mL）、小玻璃瓶（約15 mL）、廢圓珠筆芯（兩段）、一段自行車用的小橡皮管、兒童果品盒一個。
　　2.2 實驗裝置及組裝
　　（1）將兩段廢圓珠筆芯彎成90°，兩端各連接上乳膠管，其中一段廢圓珠筆芯穿過一個青霉素瓶的瓶塞。
　　（2）取1號膠木塞一只，用錐在其中心附近打一小孔，剛好能將一段廢圓珠筆芯插入。
　　（3）將注射器針頭插過膠木塞，用火燒去針頭中的膠木屑，使其暢通。
　　（4）取一個15 mL的小玻璃瓶作反應容器，其他的小玻璃瓶作集氣瓶。
　　（5）連接各部分儀器，整個裝置小巧玲瓏，安全簡潔，還省去了鐵架臺！
　　實驗裝置如圖1所示。
　　 3 氧氣制取和性質的實驗
　　3.1 實驗儀器與藥品
　　（1）注射器（5 mL）1支、小玻璃瓶（約15 mL）6只、砂紙、廢圓珠筆芯（兩段）、膠木塞、乳膠管（自行車用的小橡皮管)、藥匙、鑷子、小刀、錐、小水槽（兒童果品盒等均可）、微型燃燒匙（將耳挖的前端彎折90°即成，或取一截直徑2.5 mm左右的鐵絲或銅絲，用鐵錘將其一端敲扁后彎折而成）、銅絲10 cm、量筒（10 mL）、酒精燈、火柴、玻璃棒、廢物杯、清洗杯、回收杯。
　　（2）鐵在氧氣中燃燒
　　取10 cm銅絲，在其一端彎成一個鉤。
　　從石棉網上取下一根長的細鐵絲，用砂紙銼去表層物質，將其一端纏繞火柴梗上，密密繞上6~9匝。另一端固定在銅絲的鉤上（也可直接用鑷子夾住細鐵絲的另一端）。
　　將火柴梗放在酒精燈火焰上點燃，在火柴梗即將燒盡時，迅速將它移入氧氣瓶，并慢慢地從上往下伸，即可觀察到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射的生動景象。還可觀察到瓶底部有黑色的小球形固體物質（Fe3O4）。
　　（3）硫在氧氣中燃燒
　　用微型燃燒匙取一點硫粉，在酒精燈外焰上加熱，可觀察到硫粉熔化并燃燒。此時硫在空氣中燃燒，火焰呈微弱的淡藍色。隨后將它迅速伸入氧氣瓶中，火焰立即變成明亮的藍紫色，并慢慢繼續往下伸，直到完全反應。幾乎聞不到SO2的刺激性氣味。
　　反應結束，蓋上瓶塞，振蕩，靜置片刻，用玻璃棒蘸取瓶中液體，滴在pH試紙上，檢查該溶液的酸堿性。可觀察到pH試紙即呈紅色。
　　實驗注意事項：
　　①小玻璃瓶、兒童果品盒、廢圓珠筆芯等應事前清洗，保持潔凈。
　　②注射器取用藥品前后，要在清洗杯中多次清洗。
　　③實驗所產生的火柴梗等各類廢物、廢液，要及時放入廢物杯中，廢液經NaOH溶液處理后再集中排放。
　　3.4 綠色微型化實驗與教科書實驗的比較
　　（僅以“氧氣的制取”為例）
　　3.4.1 實驗裝置
　　參考文獻：
　　[1]朱清時主編.義務教育課程標準實驗教科書[M].杭州：浙江教育出版社，2005.