長(zhǎng)柄V形玻璃管在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的新應(yīng)用

雍世偉+李德前

摘要：利用長(zhǎng)柄V形玻璃管，改進(jìn)了滬教版九年級(jí)化學(xué)教科書上加熱碳酸氫銨、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)、探究燃燒的條件、探究微粒的運(yùn)動(dòng)等實(shí)驗(yàn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、操作簡(jiǎn)便、藥品節(jié)約，而且在教師演示和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐中收到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)柄V形玻璃管；化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1005–6629（2016）11–0070–04 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

江蘇省特級(jí)教師李德前老師曾研制了一種化學(xué)儀器，叫長(zhǎng)柄V形玻璃管。顧名思義，長(zhǎng)柄即一段約15cm的直玻璃管；V形管即一段單邊約8cm的V字形支管，如圖1所示。

筆者利用長(zhǎng)柄V形玻璃管改進(jìn)了課本上多個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是用于課堂演示，還是在分組實(shí)驗(yàn)上，都收到了良好的效果。下面結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，分別介紹如下。

1 “加熱碳酸氫銨”實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行該課本實(shí)驗(yàn)時(shí)（實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示），由于學(xué)生初學(xué)化學(xué)，對(duì)碳酸氫銨的消失錯(cuò)誤地認(rèn)為是受熱升華了，對(duì)聞到的刺激性氣味還以為是碳酸氫銨的氣味。對(duì)此，教師通過(guò)進(jìn)一步分析和解釋，學(xué)生才能最終明白。因?yàn)樵谠搶?shí)驗(yàn)中，沒(méi)有對(duì)生成的新物質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，僅僅通過(guò)刺激性氣味不足以說(shuō)明碳酸氫銨受熱分解了。某次化學(xué)課上課代表為了能夠更清楚地了解碳酸氫銨分解出的氨氣，湊到蒸發(fā)皿前去聞氣味，結(jié)果導(dǎo)致該同學(xué)多天不舒服。況且，氨氣直接逸散，對(duì)空氣有污染，對(duì)學(xué)生有傷害，不利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

1.1 改進(jìn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示（夾持裝置省略）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）將滴有無(wú)色酚酞試液的棉花球放在長(zhǎng)柄的右端，少量碳酸氫銨粉末放在長(zhǎng)柄的中部，再將少許澄清石灰水注入V形管內(nèi)（液面以剛好接觸上管壁為宜），用橡皮塞塞緊長(zhǎng)柄管口，然后將實(shí)驗(yàn)裝置固定在鐵架臺(tái)上。

（2）點(diǎn)燃酒精燈，先預(yù)熱，后對(duì)準(zhǔn)藥品加熱；一會(huì)兒棉球變紅，澄清石灰水變渾濁，長(zhǎng)柄玻璃管內(nèi)壁上出現(xiàn)水珠，最終固體全部消失。

（3）熄滅酒精燈，然后拆開裝置，清洗、整理儀器。

1.3 注意事項(xiàng)

（1）碳酸氫銨的量要盡量少，這樣產(chǎn)生的氨氣少，對(duì)空氣造成的污染也少。

（2）提醒學(xué)生不要湊到V形玻璃管口去聞氣體的氣味。

（3）棉球與碳酸氫銨盡量離得遠(yuǎn)一些，防止棉球受熱燃燒。

2 “二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)

課本上安排的“二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)是分開進(jìn)行的（實(shí)驗(yàn)裝置如圖4）。教師在授課時(shí)，把汽水中產(chǎn)生的二氧化碳先通入紫色石蕊試液中，觀察到紫色石蕊試液變紅；然后在制備二氧化碳時(shí)，通入澄清石灰水，觀察到澄清石灰水變渾濁；最后收集二氧化碳，傾倒二氧化碳進(jìn)行滅火。這樣，操作起來(lái)比較復(fù)雜。

2.1 改進(jìn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5、圖6所示（夾持裝置已省略）。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）用鑷子夾取3～4小塊石灰石輕輕放入V形玻璃管中，用帶有止水夾K1的單孔橡皮塞封閉長(zhǎng)柄左端管口，然后固定在鐵架臺(tái)上。

（2）將長(zhǎng)柄左端的導(dǎo)管插入盛有10mL紫色石蕊試液的試管中，關(guān)閉止水夾。

（3）將少許稀鹽酸注入（或滴入）V形管內(nèi)，液面以剛好接觸上管壁為宜，V形玻璃管底立刻產(chǎn)生大量氣泡，迅速用帶有止水夾K2的單孔橡皮塞塞緊V形玻璃管口，另一端導(dǎo)管插入盛有10mL澄清石灰水的試管中。

（4）觀察到澄清石灰水變渾濁；關(guān)閉K2，打開K1，一會(huì)兒紫色石蕊試液變紅色。

（5）撤去澄清石灰水，將導(dǎo)管插入放有如圖6所示的小燒杯中。關(guān)閉K1，打開K2，一段時(shí)間后觀察到下層的蠟燭先滅，上層的蠟燭后滅。

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束拆開裝置，清洗、整理儀器。

2.3 注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)固液接觸反應(yīng)后塞緊橡皮塞時(shí)，要保證兩個(gè)止水夾不同時(shí)關(guān)閉，防止由于產(chǎn)生的二氧化碳不能逸出，導(dǎo)致壓強(qiáng)過(guò)大，把橡皮塞頂?shù)簟?/p>

（2）盡量使用小燒杯，這樣需要的二氧化碳的量較少，以體現(xiàn)節(jié)約原則。

3 “探究燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)

教科書第99頁(yè)“練習(xí)與實(shí)踐”第2題中的實(shí)驗(yàn)：通過(guò)銅片上的紅磷、熱水中的白磷沒(méi)有燃燒，而銅片上的白磷燃燒來(lái)驗(yàn)證燃燒的條件（實(shí)驗(yàn)裝置如圖7）。該實(shí)驗(yàn)白磷燃燒時(shí)產(chǎn)生的白煙“五氧化二磷”會(huì)逸散，造成空氣污染。

3.1 改進(jìn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖8所示（夾持裝置已省略）。

3.2 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）把兩支相同的長(zhǎng)柄V形玻璃管固定在兩個(gè)鐵架臺(tái)上。

（2）分別從兩個(gè)長(zhǎng)柄管口將少量等量的白磷和紅磷放在離V形玻璃管較近位置，塞緊橡皮塞；分別從兩個(gè)V形玻璃管口將少量等量的紅磷和白磷放在V形玻璃管底。

（3）分別從兩個(gè)V形玻璃管口倒入100℃的熱水，以超過(guò)上管壁盡量多一些為宜。

（4）一段時(shí)間后，兩個(gè)V形玻璃管里熱水中的白磷、紅磷和左邊長(zhǎng)柄里的紅磷沒(méi)有燃燒，而右邊長(zhǎng)柄里的白磷燃燒起來(lái)，產(chǎn)生了許多白煙。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束拆開裝置，清洗、整理儀器。

3.3 注意事項(xiàng)

（1）熱水的量盡可能多一些，以保證熱量傳遞，能使右邊長(zhǎng)柄中的白磷溫度較快達(dá)到著火點(diǎn)，使其燃燒。

（2）兩個(gè)長(zhǎng)柄管口要各塞一個(gè)橡皮塞，防止產(chǎn)生的白煙逸散，污染環(huán)境。

（3）在V形玻璃管口附近不要有人，防止因白磷燃燒放熱使熱水噴出，造成燙傷。

（4）使用的紅磷和白磷等量、紅磷和白磷放置的位置一樣、熱水的溫度一樣，以方便作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

4 “探究微粒的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)

教科書第63頁(yè)“觀察與思考”，利用“濃氨水的揮發(fā)，氨分子的擴(kuò)散”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（裝置如圖9），引導(dǎo)學(xué)生探究微粒是不斷運(yùn)動(dòng)的。

4.1 改進(jìn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖10所示（夾持裝置已省略）。

4.2 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）利用酒精噴燈，做成如圖10所示的長(zhǎng)柄雙V管，固定在鐵架臺(tái)上。

（2）從左端的V形玻璃管口滴入濃氨水，塞緊橡皮塞；從右端的V形玻璃管口滴入濃鹽酸，塞緊橡皮塞。

（3）一會(huì)兒在長(zhǎng)柄的偏右端部分產(chǎn)生許多白煙。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束拆開裝置，清洗、整理儀器。

4.3 注意事項(xiàng)

（1）濃氨水與濃鹽酸的量不要滴入太多，防止污染空氣。

（2）白煙出現(xiàn)的位置偏右，是因?yàn)榘睔獾南鄬?duì)分子質(zhì)量比氯化氫氣體小、氨氣的運(yùn)動(dòng)速率較快導(dǎo)致的。

總之，利用長(zhǎng)柄V形玻璃管改進(jìn)這些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅藥品節(jié)省、操作簡(jiǎn)便，而且現(xiàn)象明顯、綠色環(huán)保，尤其適合引導(dǎo)學(xué)生分組開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]朱玉忠，李德前.探究微粒運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的新設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2016，（1）：67～69.