Y形管在實驗改進中的創新應用

江蘇 陳仕功 單玲玲

本文通過把手工制作的Y形管引進課堂，改進濃硫酸脫水以及實驗室制乙炔的實驗裝置，實現操作的簡約化和綜合化，倡導綠色化學的學習理念。

為了更好地踐行實驗的簡約化和綜合化，筆者用酒精噴燈制作了三通的Y形玻璃管(簡稱Y形管)，并應用在實驗教學上，效果十分突出，有助于培養學生的學科核心素養和價值觀念等。現演示兩例，說明Y形管在改進實驗中的創新應用。

例1：濃硫酸脫水性實驗的改進

蘇教版《化學1》第91頁濃硫酸脫水性實驗步驟：取2 g蔗糖(C12H22O11)放入大試管中，加2～3滴水,再加入約 3 mL 濃硫酸，迅速攪拌，然后塞上帶玻璃導管的橡皮塞，將玻璃導管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中。

此實驗的不足是產生的二氧化硫氣體對環境有污染，有時僅能觀測到蔗糖慢慢變黑，無法形成疏松多孔的海綿狀的炭。為節約試劑，同時使實驗快捷、現象明顯，筆者將Y形管應用到此實驗中，同時驗證部分產物的化學性質，一舉多得。

一、實驗用品與裝置

實驗用品：鐵架臺、大試管、單孔橡皮塞、脫脂棉、酒精燈、Y形管、蔗糖、濃硫酸、碳酸氫鈉濃溶液、氫氧化鈉濃溶液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、藍色石蕊試紙、濾紙。

實驗裝置如圖所示。

二、實驗操作與現象

在大試管中先放入2 g細小顆粒的蔗糖，滴加2～3滴碳酸氫鈉濃溶液將蔗糖潤濕，再加入3 mL濃硫酸，迅速塞緊插有Y形管的單孔橡皮塞，觀察實驗現象(氣溫較低時可加熱)。

可觀察到，蔗糖迅速變黑，體積急劇膨脹，形成多孔海綿狀固體物質——“黑面包”，同時，藍色石蕊試紙變紅，浸有品紅溶液的濾紙褪色，浸有高錳酸鉀溶液的試紙褪色。

三、實驗優點

1.用碳酸氫鈉濃溶液作為蔗糖脫水反應的引發劑，固體體積膨脹更大，實驗效果更加明顯。其原理是碳酸氫鈉與濃硫酸反應及濃硫酸稀釋均是放熱過程，使體系溫度升高。

2.濃硫酸與碳酸氫鈉反應產生二氧化碳使脫水后生成的炭更加疏松多孔。

3.用氫氧化鈉溶液浸濕的棉球進行尾氣處理，逸出的二氧化硫非常少，體現綠色化學理念。

4.設計組合實驗，操作簡便，展示濃硫酸的吸水性、脫水性和氧化性，驗證二氧化硫的漂白性、還原性等。

四、實驗注意事項

1.用量不能多，防止堵塞Y形管的下端。

2.制作Y形管的玻璃管口徑不能太小。

3.濕潤的藍色石蕊試紙變紅不能確定是因為SO2與H2O反應生成H2SO3，本實驗中有CO2產生，造成干擾。

例2：乙炔制備及性質實驗的改進

人教版《選修5》第32頁乙炔的制備及性質中，由于藥品用量較多等原因，不便于學生進行分組實驗。筆者對其裝置作微型化改進，用Y形管代替導氣管和洗氣裝置等，以達到試劑用量少、操作簡單、現象明顯的要求。

一、實驗用品與裝置

實驗用品：鐵架臺、大試管、小試管、Y形管、酒精燈、電石、飽和氯化鈉溶液、酸性高錳酸鉀溶液、濃溴水、硫酸銅溶液、濾紙。

實驗裝置如圖所示。

二、實驗操作與現象

1.先將Y形裝置連接好，向試管中加入飽和氯化鈉溶液，再向試管中加入小的塊狀電石，塞緊帶Y形管的橡皮塞，輕輕振蕩試管。觀察到分別浸有溴水和高錳酸鉀溶液的濾紙顏色逐漸變淺。

2.待浸有溴水和高錳酸鉀溶液的濾紙完全褪色后，用橡膠塞塞住Y形管一端，用一支小試管在Y形管另一端管口收集少量氣體。

3.在酒精燈火焰上點燃小試管中的氣體，明顯觀察到有黑煙生成。

三、實驗優點

1.改進后實驗藥品用量少，反應快，現象明顯，便于學生課堂分組實驗。

2.該裝置也適用于驗證二氧化硫性質等實驗。

3.使用鋼絲球，便于控制電石與飽和氯化鈉溶液的接觸面積。

四、實驗注意事項

1.塊狀電石用量要少，防止產生的懸濁液噴出。