巧用西林瓶，設計初中化學系列微型實驗

朱佳音 周文榮

關鍵詞：西林瓶;微型實驗;實驗設計

西林瓶是一種硼硅玻璃材質的小瓶子，常用膠塞和鋁塑組合蓋封口。西林瓶系列實驗是利用西林瓶、注射器、注射針頭及透明PE 細軟管設計的微型實驗，對初中化學實驗的微型化設計有著較好的應用前景。

一、“探究分子運動”的實驗

依據人教版教材中“探究分子運動”實驗[1]原理，用10 mL西林瓶作為容器盛放濃氨水代替小燒杯，實驗現象一樣明顯，實驗結束后蓋上瓶塞，西林瓶成為氨水保存裝置，既節約藥品又可連續使用。若搭配試管、濾紙條和盛有熱水的燒杯，還可以設計一組微型對比實驗，既可以理解分子運動的現象，還可以探究溫度對分子運動的影響。

1.實驗用品

儀器：西林瓶2個、平口圓底試管（25 mm×150 mm）2支、燒杯1個、滴管、鑷子。藥品及試劑：濃氨水、酚酞試液、熱水、濾紙條（26 mm×100 mm）2張。

2.實驗裝置

實驗裝置見圖1，若組裝裝置時西林瓶瓶壁與試管內徑不契合，可在西林瓶外壁中上部纏上適量生料帶，以試管口能輕松卡在生料帶處為宜。

3.實驗過程

在濾紙條上用滴管均勻地滴上4滴酚酞試液，液滴之間間隔大約為20 mm。用鑷子將濾紙條小心送入試管中，濾紙條的一端與試管底部接觸。打開盛有8 mL濃氨水的西林瓶瓶塞，將裝有濾紙條的試管罩在西林瓶上。以上裝置準備2組，一組在常溫下實驗，另一組浸入60 ℃的熱水中實驗，進行對比。

二、“探究鐵制品銹蝕條件”的實驗

改進人教版教材中“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗[2]，用鐵粉代替鐵釘，增大鐵與氧氣的接觸面積，從而加快反應速率。因為西林瓶上的軟管截面積比較小，利用壓強差原理，消耗氧氣后可以明顯看到軟管內水柱上升，從而可在課堂上短時間內使學生感知鐵的銹蝕[3]。

1.實驗用品

儀器：帶橡膠塞西林瓶（10 mL）3個、燒杯1個、帶25 cm軟管的9號針頭（直徑0.9 mm）3個。

藥品及試劑：還原鐵粉、紅墨水、棉花、無水氯化鈣、植物油、煮沸過的蒸餾水。

2.實驗裝置

實驗裝置見圖2，3個西林瓶從左往右分別是1號瓶、2號瓶、3號瓶。

3.實驗過程

在1號瓶中裝入1 g還原鐵粉[4]，滴入3-5滴水，塞好橡膠塞，稍微振蕩。取少量無水氯化鈣顆粒用棉花包裹，系上絲線作為干燥劑備用，在2號瓶中裝入1 g還原鐵粉，將干燥劑懸掛于瓶中，塞好橡膠塞。在3號瓶中裝入1 g還原鐵粉，加入2 mL煮沸過的蒸餾水，再加入1 mL植物油，塞好橡膠塞。取3根帶25 cm軟管的9號注射針頭，將軟管一端浸入紅墨水中，再將針頭分別插入1號、2號、3號西林瓶的橡膠塞中，觀察軟管中紅墨水液面變化情況。

三、“二氧化碳的制備與性質”的實驗

“二氧化碳的實驗室制取與性質”實驗，若用實驗室的常規實驗儀器讓學生獨立開展實驗，所需儀器及藥品較多，實驗成本高，準備時間長。用西林瓶來設計此實驗，既能讓每一個學生獨立完成實驗，滿足每一個學生的實驗需求，還有助于培養學生綠色環保的理念。

1.實驗用品

儀器：帶橡膠塞西林瓶（10 mL）5個、帶25 cm軟管的9號針頭（直徑0.9 mm）3個、注射器（5 mL）3個、注射器（1 mL）2個、玻璃導管、酒精燈、火柴、試管夾。藥品及試劑：碳酸鈣粉末、稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉溶液、蒸餾水、氫氧化鈉溶液。

2.實驗裝置

利用西林瓶設計的二氧化碳制備裝置和性質實驗裝置見圖3、圖4。

3. 實驗過程

（1）實驗一

①不裝任何藥品，按照圖3連接好儀器，將玻璃導管一端放入水中，然后輕推注射器活塞，若導管口有氣泡冒出，則說明裝置氣密性是好的。

②在1號西林瓶中裝入少量碳酸鈣粉末，用5 mL注射器抽取足量的稀鹽酸，在2號西林瓶中裝入約4 mL飽和碳酸氫鈉溶液，按圖3連接儀器。

③緩緩推動注射器活塞將稀鹽酸注入碳酸鈣粉末中，在最后一個西林瓶口用燃著的木條驗滿。收集A、B兩瓶二氧化碳備用。

④在3號西林瓶中裝入少量澄清石灰水，將直角玻璃導管放入3號西林瓶中，向其中通入二氧化碳，觀察現象。

（2）實驗二

①用1 mL注射器抽取1 mL氫氧化鈉溶液，用1 mL注射器抽取1 mL水，用兩支5 mL注射器分別抽取5 mL水，備用。

②如圖4所示，分別往A、B兩瓶二氧化碳氣體中用注射器注入1 mL水和氫氧化鈉溶液，拔掉注射器后振蕩。分別將準備好的裝有5 mL水的注射器插入A、B兩瓶中，觀察活塞移動情況。

③向A瓶溶液中滴加3滴紫色石蕊溶液，觀察現象，取一半溶液于另一西林瓶中，用試管夾夾住放在酒精燈火焰上加熱，觀察現象。

四、“氫氣制取與性質”的實驗

人教版教材中有氫氣燃燒實驗及氫氣還原氧化銅實驗的圖片[1]，用西林瓶來設計這兩個實驗，既可以讓這兩個孤立的實驗聯系起來，還可以讓氫氣還原氧化銅實驗在課堂上真實地發生，增強學生的興趣，獲得真實的體驗。

1.實驗用品

儀器：帶橡膠塞西林瓶（10 mL）1個、帶25 cm軟管的9號針頭（直徑0.9 mm）2個、注射器（5 mL）1個、尖嘴玻璃導管2根、蒸發皿、酒精燈、火柴、小木條、試管夾、吸管。

藥品及試劑：稀硫酸、鋅粒、肥皂水、氧化銅粉末。

2.實驗裝置

氫氣制取并驗純的實驗裝置見圖5，氫氣還原氧化銅的實驗裝置見圖6。

3.實驗過程

①不裝任何藥品，按照圖5連接好儀器，將尖嘴玻璃管的尖嘴口放入水中，輕輕推動活塞注射器，水中尖嘴口有氣泡冒出，則說明氣密性良好。

②在西林瓶中裝入3顆鋅粒，用5 mL注射器抽取足量的稀硫酸，按圖5連接儀器，在蒸發皿中裝入少量肥皂水。另取一根尖嘴玻璃管，用削成條狀的飲料吸管往其中裝入少量氧化銅粉末，使其均勻貼于內壁，備用。

③推動注射器活塞，將稀硫酸注入西林瓶，用玻璃管的尖嘴在蒸發皿中吹泡泡，移開尖嘴，用燃著的小木條點燃泡泡，直至聽到輕微爆鳴聲。

④用裝有少量氧化銅粉末的尖嘴玻璃管換掉原玻璃管，用試管夾夾住非尖嘴的一端，用酒精燈對準有氧化銅粉末的部位加熱（見圖6），觀察現象。

⑤反應結束后，先熄滅酒精燈，繼續通氫氣，直至玻璃管冷卻。

五、利用西林瓶設計實驗裝置的創新之處

1.微型化

西林瓶體積小，方便學生近距離觀察，在藥品用量較少的情況下也能達到最佳的實驗效果;占有空間小，不易破碎，便于攜帶和放置，在不同班級連續教學時也方便搬運。

2.綠色化

西林瓶常見瓶塞有丁基膠塞和喇叭口塞，與瓶口內、外徑均一致，氣密性較好，可組成全封閉實驗裝置;西林瓶常見規格有5～50 mL，通常可選用5 mL、7mL、10 mL的，藥品用量少，產生的廢棄物也較少，可以節約藥品，保護環境。

3.實用性

西林瓶在實驗改進與創新中有著多種用途。既能繼承廣口瓶、細口瓶、集氣瓶的保存藥品功能，也能繼承試管、錐形瓶作為反應裝置的功能，如果搭配注射器、注射針頭、細玻璃管等還能組裝成多種組合裝置。

4.推廣性

相關實驗器材可通過網絡渠道購買，1個10 mL西林瓶、丁基橡膠塞、喇叭口瓶塞成本約為1元。同時，西林瓶適用于初中化學大部分實驗，適合推廣用于開展學生分組實驗，有效激發學生對化學學習的熱情和興趣。