氨氣性質的創(chuàng)新設計課堂

羅祎

摘要：結合化學新課程實施以來的教學實踐和探索，從創(chuàng)新實驗設計的角度，對氨氣課堂教學中的可創(chuàng)新之處進行了闡述，以三個有趣的創(chuàng)新實驗把氨氣的性質設計成獨特的課堂。

關鍵詞：高中化學? 課堂實驗創(chuàng)新? 氨氣性質

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗教學是中學化學教育的重要組成部分，是提高學生科學素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。中學化學新教材在實驗的設置、實驗的內容、實驗的數(shù)量以及實驗的形式等方面與以前相比都有了很大的改變，為此我們的化學實驗教學也應隨著新課程的實施進行相應的改革和創(chuàng)新。新課程倡導的學生學習方式是“主動參與、樂于探究、勤于動手”，因此，新課程中的化學實驗教學成為培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力和動手能力的重要途徑。在化學實驗中，通過學生的動腦、動手以及豐富生動的實驗現(xiàn)象，對學生可以起到知識加工及自我增長的作用。同時，通過在實驗中培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和科學方法，還可達到激發(fā)創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。

課堂演示實驗創(chuàng)新在課堂教學中可以大大縮短實驗時間，減少有毒有害氣體危害，實驗現(xiàn)象明顯。通過長期的思考和探索，可以對教材中的部分實驗進行創(chuàng)新，對教材中的部分內容進行改進。

氨氣是中學階段所接觸到的唯一一種堿性氣體，其性質和制取屬于人教版必修Ⅰ第四章第四節(jié)內容，安排兩個學時。其中所涉及的內容多，實驗多，任務重，知識點多。一般都是按照課本上的順序講解，涉及實驗的部分播放網(wǎng)上視頻，造成學生疲于應付，程序死板，沒有新鮮感;只注重了知識的學習，忽略了能力的培養(yǎng)，效果不佳。

基于此類現(xiàn)象，在查閱了大量文獻資料的基礎上，認為可以對此節(jié)內容進行稍加改進，通過改進實驗使學生對于氨氣的性質有較深的印象和理解，能更加直觀地掌握所學知識，而且能較好地培養(yǎng)學生的獨立思考和創(chuàng)新能力。

實驗一：小魔術“鐵樹開花”

人教版教材所描述的氨氣性質之一，是氨氣與水反應生成氨水，氨水具有揮發(fā)性，且具有堿性。此性質可以采用pH試紙或酚酞試液檢測。我們根據(jù)這些性質可以設計出第一個實驗“鐵樹開花”，用一個大燒杯倒扣在一個木板上，里面有一小燒杯盛有濃氨水，旁邊膠塞上插有鐵絲擰成的“鐵樹”，“樹杈”上有白色脫脂棉上滴有酚酞試液，過段時間觀察實驗現(xiàn)象。本實驗既能檢驗氨氣的堿性，也能證明氨水的揮發(fā)性。

本實驗所用儀器和試劑簡單易得，包括大小燒杯各一個、細鐵絲、脫脂棉、帶孔膠塞、濃氨水、酚酞等。且本實驗是在密閉容器內進行，綠色環(huán)保無污染;反應迅速，現(xiàn)象明顯，非常利于觀察。適合于課堂演示，而且作為第一個性質演示，比較漂亮，容易引起學生的興趣，激發(fā)求知欲。

實驗二：創(chuàng)新“噴泉實驗”

“噴泉實驗”是高中化學中較有代表性的一個實驗，對噴泉實驗的創(chuàng)新也有較多研究。馬洪武[1]等采用注射器改進了噴泉實驗，莊德剛[2]等利用具支試管和球形干燥管改進了噴泉實驗，李文良[3]利用注射器和分液漏斗（無活塞）改進了噴泉實驗等。在這些文獻的基礎上，參照教材上的實驗裝置，本課題組對噴泉實驗裝置做了如下改進：左邊是氨氣的制備裝置，由醫(yī)用青霉素瓶、注射器、醫(yī)用輸液管組成，采用濃氨水和固體氫氧化鈉為原料來制取氨氣。右邊是氨氣的收集裝置，由輸液調速器、球形干燥管和醫(yī)用青霉素瓶組成，瓶中盛有蒸餾水和酚酞，此裝置可以驗滿、防倒吸和產(chǎn)生噴泉裝置。

實驗原理：采用濃氨水和固體NaOH為原料來制取NH3，再用向下排空氣法將NH3收集在球形干燥管中。當NH3收集滿后關閉止水夾（調速器），通過導管直接與水接觸，溶于水使導管壓強減小，產(chǎn)生壓力差，在球形干燥管中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象。

操作步驟：首先檢查裝置氣密性，往外拉動注射器活塞，如果有段玻璃導管內液面上升，且停止后不下降則證明氣密性良好。然后用注射器向裝置中注入氨水，可以看到兩邊的青霉素瓶中都產(chǎn)生大量氣泡，同時滴有酚酞的水溶液慢慢變紅，說明NH3已經(jīng)收集滿。關閉止水夾，可以觀察到青霉素瓶中的溶液快速進入導管，并在干燥管中形成“紅色噴泉”現(xiàn)象。用注射器向瓶內擠入少許濃鹽酸，可看到左邊青霉素瓶中產(chǎn)生大量白煙。最后還可以利用注射器中剩余的濃鹽酸來吸收多余的NH3。

本實驗可以引發(fā)學生的思考：噴泉怎樣產(chǎn)生？產(chǎn)生噴泉的氣體有哪些？ 還可做哪些改進？從而可以介紹氨氣的性質：極易溶于水;與氯化氫反應產(chǎn)生白煙，即與酸反應生成銨鹽。

此裝置安裝簡便，材料易得，把氣體的收集和噴泉實驗的裝置連成一個整體，無需事先收集氨氣，操作簡單、易于進行，成功率高。可節(jié)約時間和藥品，整個實驗可在5min內完成;藥品用量少，實驗可向微型化方向發(fā)展。反應過程明顯，對環(huán)境無污染。噴泉可隨意控制、延長持續(xù)時間，突出了實驗現(xiàn)象。

實驗三：培養(yǎng)皿實驗

在實驗臺上放置一個培養(yǎng)皿，中間放入NaOH固體，在旁邊分別放有濕潤紅色石蕊試紙、浸有濃鹽酸、濃硫酸及氯化銅溶液的濾紙。將濃氨水滴在NaOH固體上，立即用另一個培養(yǎng)皿扣在上面，觀察實驗現(xiàn)象。本實驗現(xiàn)象非常明顯，培養(yǎng)皿中濃鹽酸附近出現(xiàn)大量白煙，濕潤紅色石蕊試紙變藍，濃鹽酸和濃硫酸附近有白色固體生成，氯化銅溶液附近有藍色固體生成。

本實驗可以用于介紹氨氣的第三個性質：氨氣與鹽溶液的反應，2NH3 · H2O + CuCl2=2NH4Cl + Cu（OH）2↓ ，還可以由此引入銨鹽的性質。

本課題組所設計的小實驗都是微型環(huán)保，易操作易觀察，無毒無污染;以創(chuàng)新實驗為主線將氨氣的性質并入一節(jié)課，既介紹了知識內容，又突出了創(chuàng)新理念，收到了較好的效果。

參考文獻

[1]馬洪武，魏銳，蘭俊耀。利用注射器設計氨氣噴泉實驗，《化學教育》，2010年第7期

[2]莊德剛。氨氣噴泉實驗的新設計《化學教與學》2010年第8期

[3]李文良，氨氣噴泉實驗的新設計《實驗教學與儀器》2015年第10期