具支試管在化學實驗中的應用舉隅

具支試管是在普通試管的基礎上安一個支管而形成的，其可以進行洗氣，還可以組裝簡易的啟普發(fā)生器。除了這些基本的功能以外，具支試管還可用于許多化學實驗中，尤其適用于反應物為固→液、反應過程不需加熱、制取少量氣體時。而借助具支試管進行此類微型實驗正是具支試管的優(yōu)勢所在。

一、碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應的比較

碳酸鈉和碳酸氫鈉都能與鹽酸反應放出二氧化碳，反應方程式分別是：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O

裝置如圖，取兩只型號一致的具支試管，放在試管架上，其中分別加入等質(zhì)量的碳酸鈉粉末和碳酸氫鈉粉末，滴管中分別吸入等體積、同一濃度的稀鹽酸（為保證體積相等，此處吸管可用刻度吸管），并將稀鹽酸逐漸滴入試管中，可以看到碳酸鈉和碳酸氫鈉都能與鹽酸起反應，但碳酸氫鈉與鹽酸的反應要比碳酸鈉與鹽酸的反應劇烈得多。

實驗改進后，操作簡單，現(xiàn)象明顯，更利于說明問題。此實驗也可以用于定量地計算鹽酸的物質(zhì)的量一定時或碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量一定時，生成二氧化碳的物質(zhì)的量。（可將生成物分別通入一定量的石灰水中，完全反應后，通過計算溶液重量的增加量來計算生成二氧化碳的物質(zhì)的量）

二、制取乙炔氣體

裝置同上。把具支試管放在試管架上，其中加入幾小塊電石，滴管（帶膠塞）中吸入飽和食鹽水（用飽和食鹽水是為了避免反應過快），并逐漸將飽和食鹽水滴入試管中，可以看到飽和食鹽水與電石接觸并立刻發(fā)生反應。反應方程式為：

CaC2+2H2O═Ca（OH）2+C2H2↑

最后用排水法收集乙炔。

注意：為防止反應速率過快，可輕輕擠壓膠頭，使飽和食鹽水慢慢滴下。此實驗也可組合進行乙炔的化學性質(zhì)的系列演示實驗。實驗完畢，用事先用硫酸銅溶液浸泡過的棉球堵住導氣管，防止乙炔對環(huán)境的污染。

三、幾種有毒氣體的制取

（一）氯氣的制取

裝置同上，把具支試管放在試管架上，在其中加入適量高錳酸鉀固體，滴管（帶膠塞）中吸入濃鹽酸，并逐漸將滴入試管中，可以看到有黃綠色氣體慢慢放出。反應方程式為：

2KMnO?+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

反應完成后，將導管通入裝有氫氧化鈉溶液的試管中吸收剩余的氯氣。此實驗也可以組合用于進行氯氣的化學性質(zhì)的一系列演示實驗，如氯氣與銅反應、氯氣和氫氣反應等。

（二）二氧化氮的制取

裝置同上，在具支試管中加入幾片銅片，滴管中吸入濃硝酸，并逐漸將濃硝酸滴入試管中，很快可以看到紅棕色氣體產(chǎn)生。反應方程式為：

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

反應完成后，將導管通入裝有氫氧化鈉溶液的試管中吸收剩余的二氧化氮。

此實驗還可以用銅絲來代替銅片。通過調(diào)節(jié)銅絲的高度，既可使反應發(fā)生，也可使反應停止，非常方便靈活。反應時將銅絲向下移動，使之與硝酸接觸，發(fā)生反應，這時溶液立刻變成藍色，同時試管內(nèi)充滿紅棕色的氣體；這時馬上將銅絲向上移動，使之脫離反應體系，這時反應就立刻停止。這樣改進后的實驗，操作起來更加便捷，效果明顯。

（三）氨氣的制取

裝置同上，在具支試管中加入氫氧化鈉固體，滴管中吸入濃氨水，并逐漸將濃氨水滴入試管中，一會就可以看到有氣體逸出。

氨水中存在著電離平衡：NH3·H2O?NH+4+OH—，當遇到氫氧化鈉時，其中的OH—使上述平衡左移，氨氣逸出。反應完成后，將導管通入裝有水的試管中吸收剩余的氨氣。

在日常化學學習中，常常需要臨時制備少量氣體，如氯氣、氧氣、硫化氫、氨氣、甲烷等等，如果完全按照這些氣體的制備裝置來做，則往往會受到各種限制。因此需要靈活變通，化繁為簡，巧用具支試管，來完成一些簡單的實驗。這類實驗，反應速度可以控制，藥品用量少，污染小，安全可靠；同時因為它是一種創(chuàng)新，所以可以激發(fā)我們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造思維。

（作者單位：山東省廣饒縣第一中學）