粗鹽提純實驗裝置創新設計

在九年級《化學》下冊第11單元中，我們學習了有關粗鹽提純的實驗。課本中給出的實驗步驟包括溶解、過濾、蒸發、計算產率等。這種方法操作簡單，且可以非常有效地去除粗鹽中的泥沙等難溶性雜質。但是通過分析所得的氯化鈉樣品成分，我和同學們發現了一個問題：所得樣品中仍然含有不少氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉等可溶性雜質，這些雜質是過濾不掉的。那么怎樣才能得到純度較高的氯化鈉呢？

老師提供了一種思路：用漏斗、玻璃杯、玻璃棒等儀器，依次反復加入過量的氫氧化鋇溶液、碳酸鈉溶液和稀鹽酸，最后再蒸發結晶。這種方法確實能夠很好地去除粗鹽中的各種可溶性雜質，但它最大的弊端是：麻煩！一是反復蒸發過濾和等待液體在常壓下依靠重力過濾，非常費時費力；二是這套流程需要多次引流，對引流操作不熟練的同學來說容易產生安全隱患。另外，老師也認為該方法所需時間長、儀器多，非常不利于在課堂上演示。于是我就想：能不能設計一套簡便、快速、一體化的實驗裝置，從而同時解決以上問題呢？

我上網查詢，發現并沒有關于“粗鹽提純實驗裝置創新設計”的文獻資料，于是我開始嘗試自己設計。

我的設計思路是：所設計的裝置必須保證科學性、合理性、創新性、實用性，且環保、簡潔、通用。設計原則是：材料易得、制作方便、可重復利用；現象清晰，富有趣味性和說服力；裝置一體化，形成整體性。

最開始，我嘗試用堆疊多層漏斗的方法，這樣確實可以一次性解決難溶性和可溶性雜質的去除問題，也大大減少了引流的次數。但是這種方法仍有不足：一是多層堆疊后整個裝置非常高，重心遠離桌面，整個裝置隨時有倒下的風險，安全隱患較大；二是這么做本質上仍然是利用常壓過濾，所需時間依然很長；三是堆疊漏斗這個操作不夠方便。

我也嘗試過改用分液漏斗、錐形瓶等器材，但是以上諸多問題均未能有效解決。

在嘗試用大號注射器抽濾+多孔板漏斗，發現可以加快過濾速度，但不能滿足“一體化”的需求。之后，我想到了物理課上學過的連通器。通過進一步研究有關物理資料并與物理老師討論，我發現“公道杯”似乎可以解決我的問題。

但是實驗室中并沒有這種儀器，我便在老師的幫助下嘗試制作一個。我在一個燒杯底部打了一個洞，再通過不斷加熱使一根導管彎曲，并黏在燒杯底部，制作出一個公道杯，把它掛在多孔板漏斗壁上。

將抽濾后的液體注入公道杯，大概注入一半，剩下一半加入除雜試劑，直到液面高過公道杯的導管頂部，這樣反應后的液體就會從公道杯的底部流出。重復以上步驟直到完成實驗即可。如果實驗制取需求量大，更換大號公道杯即可。

這套裝置有很多優點：一是裝置簡單；二是制作材料均可在生活中獲取；三是采用玻璃器材可使現象更加直觀、清晰；四是實驗過程中利用了物理課上所展示的“公道杯”，充分實現了跨學科融合的特色；五是一體化的設計便于老師課堂展示。

對粗鹽提純實驗裝置的創新與探索，鍛煉了我的實驗操作能力和科學探究能力。我學會了合作、分享與交流，這對我的學習和未來的科學研究有著積極的影響，使我更堅定了追求科學進步的夢想：探尋化學世界的奧秘與魅力，推動科技創新，為社會發展做出貢獻。

（本項目榮獲第二十七屆全國發明展覽會·“一帶一路”暨金磚國家技能發展與技術創新大賽金獎、第38屆廣西青少年科技創新大賽青少年科技創新成果競賽中學組二等獎 指導老師：張智、張宣晗）