氨與氯化氫反應的實驗裝置改進

張月夢

摘要：氨與氯化氫反應有助于了解氮的化合物的主要性質及在生產中的應用。經分析現有文獻，并在已有實驗改進的基礎上，對此實驗進行綠色化和視覺化的改進。改進后的實驗在錐形瓶密閉環境中進行，無刺鼻氣體選出;實驗現象明顯，便于全班學生觀察，優化視覺體驗，提高教學質量。

關鍵詞：濃氨水;濃鹽酸;綠色化;視覺優化

文章編號：1008-0546（2019）12-0093-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.029

在2017年版《普通高中化學課程標準》中提出了化學學科核心素養，其中包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學探究與創新意識、證據推理與模型認知、科學態度與社會責任。化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗在發展學生學科核心素養的過程中起到了關鍵的作用。通過引導學生對化學實驗現象進行觀察以及對實驗證據進行推理來發展學生“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”素養;通過實驗探究發展學生“科學探究與創新意識”素養;在實驗的過程中體驗“科學態度與社會責任”。

氨與氯化氫反應生成銨鹽，有助于學生了解氮的化合物的主要性質及在生產中的應用。不同版本的教材對氨與氯化氫的實驗反應的設計，操作簡單，現象明顯，但存在一些不足之處。分析如下：（1）人教版高中必修《化學1》中，氨與氯化氫的實驗4-28環境開放，濃鹽酸與濃氨水揮發出的氣體有刺鼻味，危害健康;該反應在玻璃棒處進行，不利于后排學生觀察。（2）在魯科版高中化學《化學1》的實驗3-2-7中，兩個集氣瓶上下瓶口相對，兩個玻璃片蓋在瓶口，在將玻璃片抽出過程中，兩個瓶口不能一直對應，并且上端集氣瓶容易滑落，損壞儀器，有二次傷害的可能。

目前，對氨與氯化氫的實驗改進主要分為四類：實驗現象明顯化的改進、實驗環境的改進、將氨與氯化氫的反應實驗與氨的實驗室制取實驗進行結合、將實驗與分子運動知識結合。以上改進實驗在操作過程中依然有刺鼻氣體漏出、藥品用量較多、不宜在課堂上展示，不符合綠色化學的5R原則，5R原則是指減量化、再利用、再循環、可再生、拒用。在對已有改進實驗基礎之上對該實驗進行再改進，使學生視覺體驗更加優化，實驗現象更加明顯，實驗過程更加符合綠色化、直觀化原則。

一、實驗用品

儀器：不帶針頭的注射器4支（1mL）、錐形瓶3個（250mL）、雙孔橡皮塞2個、三孔橡皮塞1個、氣球3個、玻璃管3個

藥品：濃氨水、濃鹽酸

二、實驗過程

（1）檢查裝置氣密性。

（2）將已抽取0.2mL濃氨水的注射器1號插入到錐形瓶1號，已抽取0.2mL濃鹽酸的注射器2號插人到錐形瓶2號，注完藥品之后，為保證實驗環境密閉，不將注射器拔下;并讓學生觸摸錐形瓶底部。課前抽取，是因為裝有藥品的試劑瓶內藥品較多，在課堂上抽取會揮發出大量氣體。因為濃氨水與濃鹽酸的現象一樣，這里僅放濃鹽酸的前后對比照片。實驗現象見圖1、圖2：

實驗現象：錐形瓶1、2號內慢慢有白霧產生，氣球鼓起。

原因：濃鹽酸、濃氨水具有揮發性。

（3）將已抽取濃氨水0.2mL的注射器3號與已抽取濃鹽酸0.2mL的注射器4號插入到3號錐形瓶。實驗現象見圖3、圖4：

實驗現象：有成縷的白煙生成，氣球鼓起。

原因：雖然濃鹽酸與濃氨水沒有直接接觸，但兩者均具有揮發性，揮發的氨與氯化氫反應，有白煙生成，驗證了分子是不斷運動的，從而將分子運動從微觀轉化為宏觀現象，幫助學生鞏固舊知識。教師可以拿起錐形瓶在教室走動，也拉近了實驗與學生之間的距離，便于學生對實驗現象觀察，體現了進行演示實驗時“走下去，請上來”的特點。

（4）讓學生觸摸瓶底。

實驗現象：感受到瓶底微熱。

原因：氨與氯化氫發生反應，放出熱量;氨與氯化氫反應是放熱反應。

（5）靜置一會兒，觀察錐形瓶底部，有氯化銨固體生成。實驗現象見圖5：

三、實驗改進的優點

（1）實驗減少刺激性氣體的揮發，體現了實驗的綠色化原則。

（2）當注射器向錐形瓶中注入藥品時，瓶內壓強增大，氣球可防止橡皮塞沖出瓶口，導致漏氣，保證環境密閉。

（3）實驗過程中，教師可以拿起錐形瓶在教室走動，便于全班學生觀察，使學生視覺體驗更加優化。

（4）實驗所用藥品各為0.2mL，在節約藥品的同時，也使實驗現象更加明顯。

（5）實驗不僅體現了氨重要的化學性質，幫助學生復習分子運動知識，而且感受到該反應是放熱反應。

（6）將濃鹽酸、濃氨水注入到錐形瓶中揮發的白霧現象與錐形瓶3、4號中的實驗現象形成對比，排除了它們揮發出白霧對實驗產生的干擾。

四、結語

對氨與氯化氫反應的實驗進行改進，所用的濃氨水與濃鹽酸各為0.2mL，體現了實驗的定量性;所需實驗儀器少，便于實驗操作;在實驗過程中，教師可將儀器拿起在教室走動，使學生的視覺體驗更加優化。