“氨分子運(yùn)動(dòng)”的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

黃過(guò)平

摘 要：教材中氨分子運(yùn)動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)在敞口燒杯中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中浪費(fèi)藥品、濃氨水不斷揮發(fā)污染空氣，危害學(xué)生健康。針對(duì)上述情況，筆者采用具支試管、注射器、分液漏斗，干燥管等儀器重新設(shè)計(jì)和組裝了實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置具有微型、綠色環(huán)保、現(xiàn)象明顯、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性，提高了課堂效率，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

關(guān)鍵詞：氨氣;分子運(yùn)動(dòng);改進(jìn);具支試管;注射器

一、實(shí)驗(yàn)在教材中的地位和作用

1.實(shí)驗(yàn)在教材中的作用和地位

“氨分子運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)是人教版九年級(jí)化學(xué)教材上冊(cè)第三單元課題1“分子和原子”的內(nèi)容。分子和原子很小，具有看不見(jiàn)摸不著的特點(diǎn)，生活中涉及到有關(guān)分子性質(zhì)的現(xiàn)象，學(xué)生不易理解，不能從微觀角度做出合理的解釋。通過(guò)課本中氨分子擴(kuò)散演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和抽象思維能力，建立起分子模型，認(rèn)識(shí)到分子的真實(shí)存在，感受到分子具有運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。為后續(xù)學(xué)習(xí)原子、離子等微觀概念打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.原教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1

⑴向盛有約20ml蒸餾水的小燒杯A中加入5～6滴酚酞溶液，攪拌均勻，觀察溶液的顏色。

⑵從燒杯A中取少量溶液置于一只試管中，向其中慢慢滴加濃氨水，觀察溶液顏色有什么變化。

⑶另取兩只小燒杯B和C，向B中加入幾滴酚酞試液，向C中加入約3ml濃氨水，用一個(gè)玻璃大水槽圖1

罩住A，C兩只小燒杯，待幾分鐘，觀察A、B燒杯中液體顏色有什么現(xiàn)象？你能解釋這一現(xiàn)象嗎（將答案列入表1）？

二、原實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的缺陷

⑴原裝置用了四只燒杯，在講臺(tái)上演示時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置不能移動(dòng)，造成了后面很多學(xué)生觀察不到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由于所用的藥品為濃氨水，能揮發(fā)出強(qiáng)烈的刺激性氣味的有毒氣體，因此學(xué)生不能進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

⑵在進(jìn)行探究活動(dòng)過(guò)程中，向小燒杯中加入藥品時(shí)造成濃氨水的揮發(fā)，教室內(nèi)彌漫著刺激性氣味的氨氣，氨氣有毒，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)和皮膚組織等都有較大的毒害作用。同時(shí)也污染著空氣，破壞了生態(tài)環(huán)境，不符合綠色化學(xué)要求。

⑶兩只小燒杯A、B完全相同，所裝藥品濃氨水和滴有無(wú)色酚酞的蒸餾水都是無(wú)色透明的液體，要在燒杯上貼上標(biāo)簽以便區(qū)分，即使這樣也有學(xué)生分辨不清變色主體。

⑷氨分子擴(kuò)散過(guò)程不明顯，實(shí)驗(yàn)用時(shí)過(guò)長(zhǎng)，一兩分鐘后僅僅在酚酞表面出現(xiàn)紅色現(xiàn)象，后排大多數(shù)學(xué)生觀察不清現(xiàn)象。

⑸實(shí)驗(yàn)中，濃氨水和酚酞溶液都用小燒杯盛放，用量過(guò)大，用完后氨水濃度變稀不能重復(fù)使用，造成嚴(yán)重浪費(fèi)，不符合綠色化學(xué)理念。

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1.實(shí)驗(yàn)藥品、儀器及裝置

實(shí)驗(yàn)藥品和儀器：濃氨水、酚酞試液、脫脂石棉、具支試管、橡膠塞、干燥管、分液漏斗、5ml注射器、止水夾。

2.實(shí)驗(yàn)裝置：如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及解釋3.實(shí)驗(yàn)操作與結(jié)論：

⑴在圖2裝置中，關(guān)閉分液漏斗活塞。向干燥管容器內(nèi)放置一團(tuán)蘸水的脫脂棉，再向分液漏斗和干燥管內(nèi)分別放置滴有酚酞試液的脫脂

棉條，最后再向分液漏斗口和干燥管容器內(nèi)塞上一團(tuán)蘸水的脫脂棉（吸收氨氣，防止氨氣揮發(fā)到空氣中），將事先裝濃氨水的注射器插入橡皮塞內(nèi)向具支試管中注入4毫升濃氨水，觀察現(xiàn)象。

⑵再打開(kāi)分液漏斗中的活塞，觀察現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)比這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了分子是真實(shí)存在的一種粒子。使學(xué)生感受到分子的質(zhì)量和體積非常小，但是分子時(shí)刻不停的運(yùn)動(dòng)著。

四、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

⑴取材方便，分液漏斗、干燥管、注射器等儀器在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室都有配置，注射器在醫(yī)院都能買(mǎi)到，本實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，操作方便。

⑵實(shí)驗(yàn)在封閉體系中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有氨氣泄露;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中藥品用量少無(wú)浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)用時(shí)短，大約2-3秒鐘就能看到紅色出現(xiàn)。具有綠色、環(huán)保、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。

⑶實(shí)驗(yàn)尾氣處理裝置巧妙，在干燥管內(nèi)和分液漏斗口塞有一團(tuán)蘸有水的棉花，氨氣被水充分吸收，避免了倒吸現(xiàn)象。

五、實(shí)驗(yàn)反思

1.成功之處：

①該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，節(jié)約環(huán)保，時(shí)間較短，特別是尾氣處理巧妙，利用氨氣易溶于水的性質(zhì)，在干燥管容器和分液漏斗口各放置一團(tuán)蘸有水的棉花，既吸收了氨氣，又平衡了內(nèi)外氣壓。

②有對(duì)比實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象直觀有趣，通過(guò)對(duì)比，使學(xué)生感受到分子是真實(shí)存在的，且在不斷的運(yùn)動(dòng)。為了增強(qiáng)生活化和趣味性，還可以將試管中的脫脂石棉換成其它簡(jiǎn)單圖案，如滴有酚酞的濾紙條和各種幾何形狀的折花等。

2.為了取得最佳實(shí)驗(yàn)效果，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①應(yīng)使用新制濃氨水。如果氨水放置時(shí)間太久或濃度太小，會(huì)使實(shí)驗(yàn)耗時(shí)延長(zhǎng)，變紅現(xiàn)象不夠明顯。

②在使用無(wú)色酚酞的過(guò)程中避免手接觸到酚酞溶液，否則會(huì)使少量酚酞轉(zhuǎn)移到棉花團(tuán)上，使實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)棉花變紅的現(xiàn)象。

此文系甘肅省“十三五”2017年度教育科學(xué)規(guī)劃課題《初中化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新研究》成果之一，課題規(guī)劃號(hào)：GS[2017]GHB0772。

參考文獻(xiàn)

[1]謝丹敏，湯中華.封閉U形管在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué)，2016（4）：81～84.