注射器用于中學化學實驗中的幾個案例

王燠

摘要：將注射器應用于中學化學一些重要實驗中，將一些現象不明顯、反應劇烈具有一定危險性、對實驗環境要求較高等實驗進行改進。

關鍵詞：中學化學;實驗改進;注射器

注射器是一種常見的醫療用具，主要用針頭抽取或注入氣體或液體。同時也被應用于一些實驗中，其在化學實驗中的新應用不斷被化學教育工作者挖掘出來。筆者在教學中，將注射器成功應用于下面的一些實驗中，取得了顯著的教學效果。

1.反應劇烈有一定危險性的實驗，利用注射器將實驗微型化，以鈉與水反應為例

1.1實驗用品

實驗藥品：鈉、蒸餾水

實驗儀器：大注射器、燒杯、酒精燈

1.2實驗原理

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

1.3實驗裝置（略作改進，本裝置也適用于鈉與乙醇反應）

1.4實驗操作

（1）把一小塊綠豆大的鈉放入注射器的針筒中，將活塞推到距底部，排出針筒中的空氣;

（2）在盛有蒸餾水的燒杯中滴入幾滴酚酞溶液，用量筒吸取適量蒸餾水，迅速將針筒插入橡膠塞中（創造密閉環境），觀察現象;

（3）反應一段時間，將針筒中的溶液注入小燒杯中，留下氣體，再將針頭靠近火源，聽到輕微的爆鳴聲。

1.5實驗現象及結論

步驟2中，觀察到鈉浮在水面上，熔化成閃亮的小球，向各個地方迅速游動，逐漸變小最后消失，發出嘶嘶的響聲，溶液顏色變紅，注射器活塞被推動向上移動。步驟3中，針頭靠近火源，會聽到輕微的爆鳴聲。

以上現象說明鈉的密度比水小，鈉與水反應劇烈，生成氫氣，反應后溶液顯堿性。

1.6實驗優點

根據教材人教版必修一中實驗步驟：在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一小塊綠豆大的鈉放入水中，觀察現象。教材中實驗，可以觀察到鈉與水反應的幾個現象，但是不能對生成的氣體進行檢驗。改進裝置后，將實驗微型化，取用液體更加方便，且能直接收集氣體，并進行檢驗。既節約藥品，又方便、高效。

有氣體生成或溫度、壓強變化的實驗，以溫度對化學反應速率影響的探究為例。

2.1實驗用品

實驗藥品：5%H₂O₂、FeCl₃溶液

實驗儀器：注射器、試管、試管架、帶小孔的橡膠塞

2.2實驗原理

2H₂O₂=2H₂O+O₂↑

反應中有氣體產生，針筒內壓強會增大，活塞向上移動。

相同條件下，溫度升高，化學反應速率加快，本實驗中表現為產生氧氣的速率加快，活塞上移速率更快。

2.3實驗裝置

2.4實驗操作

（1）將兩支同樣大小的試管編號為1、2，分別向其中滴入2滴氯化鐵溶液;

（2）取下注射器的針頭（針頭太細，不利于氣體流動，取下效果更好），用注射器吸取3mL5% H₂O₂于針筒中;

（3）如圖所示，連接裝置，將1號試管放入盛有5℃左右冷水的燒杯中，2號試管放在盛有40℃左右熱水的燒杯中;

（4）同時推動注射器（注意排盡針筒中的空氣），將H₂O₂注入到試管中，觀察現象。

2.5實驗現象及結論

2號試管推動注射器上升更快，證明在相同條件下，溫度越高，化學反應速率越快。

2.6實驗優點

本實驗探究溫度對化學反應速率的影響，需要控制其他條件不變。使用注射器，可直接量取相同體積的液體，并可同時注入在不同加入等量催化劑氯化鐵溶液的試管中，更重要是，根據教材人教版必修一中實驗的用量，直接觀察產生氣泡的速率現象不明顯，本實驗將產生氣體的速率量化，觀察相同時間活塞上升的高度，實驗現象更加明顯，更加直觀。

在實際授課的過程中，學生對本實驗興趣十足，對實驗現象非常地期待！激發學生的興趣，使整個課堂氛圍很好非常地好。

3.對實驗條件要求較高，需要隔絕空氣進行的實驗，以制備氫氧化亞鐵沉淀為例

3.1實驗用品

實驗藥品：FeSO₄溶液、NaOH溶液

實驗儀器：注射器、燒杯

3.2實驗原理

FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄

生成的Fe（OH）₂沉淀容易被空氣里的O₂氧化成Fe（OH）₃，方程式如下：

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O = 4Fe（OH）₃

3.3實驗裝置

3.4實驗操作

（1）在注射器中加入適量新制FeSO₄溶液;

（2）用注射器緩慢吸取燒杯中的NaOH溶液，迅速將針頭插入橡膠塞中（創造密閉環境，隔絕空氣），倒立，觀察現象。

3.5實驗現象及結論

產生白色絮狀沉淀，迅速變為灰綠色，最終變成紅褐色。

產生了氫氧化亞鐵沉淀，其十分容易被氧化

3.6實驗優點

在人教版教材中，白色沉淀出現十分短的時間，實際課堂中，學生還未來得及看到白色沉淀，沉淀就已被氧化，有的學生會產生誤解，認為氫氧化亞鐵為灰綠色。因此，本實驗成功的關鍵，在于隔絕空氣。本實驗中，反應儀器換成了注射器，量取液體十分方便，且針頭較細，空氣不易進入，可以較長時間地看到氫氧化亞鐵的“真面目”—白色沉淀。

總之，注射器具有體積小、密封性強、可伸縮性、安全可靠、操作簡便、污染少、實驗現象明顯等優點。^[1]通過以上實驗，我們不難看出，在實際的教學環節中，利用注射器將一些實驗作出輕微的改動，可以將實驗微型化，現象明顯且將危險度降低，也符合當代社會的要求—綠色化學，利用注射器透明度高，有刻度能測量，可調節容積，在化學實驗中可以用來量取、轉移、作反應容器，安全可靠、價格低廉，使實驗藥品用量少、液體藥品可測量，反應均在密閉體系中進行，方便檢驗氣體等。

參考文獻：

[1] 張正飛.例析注射器在中學化學實驗改進中的妙用[B].實驗教學研究， 2013.09.035