对“分子在不断运动”实验的改进

代道强

对“分子在不断运动”实验的改进

代道强

人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册第三单元《自然界的水》中，课题2“分子和原子”中“分子在不断运动”的探究实验，虽然实验现象明显，反应速度较快，但实验过程中挥发出来的氨气没做任何处理，挥发到空气中易污染环境，加之用小烧杯装氨水，所需药品量大，不能充分体现绿色化学“实验量少、回收重复利用、对环境污染小(无污染)”的原则。在实际教学中，笔者对该装置进行了5个改进：一是用塑料瓶(或塑料管)代替大烧杯形成密闭环境；二是用废弃药瓶代替小烧杯装浓氨水；三是用滴有酚酞溶液的滤纸代替加有无色酚酞试剂的小烧杯；四是实验药品多次重复利用；五是将氨气分子和滴有无色酚酞试剂接触瞬间变色改为依据氨气分子运动路径(总体向上运动)滴有酚酞溶液的滤纸自下而上逐渐变红，取得明显的实验效果。

一、改进优点

1.污染小

用塑料瓶代替大烧杯，实验后用橡皮塞密闭后集中处理，整个实验在密闭环境中进行，挥发的氨气对教室、实验室空气污染小，确保学生和教师身体健康。

2.药瓶用量少

改小烧杯盛装氨水为带瓶塞的小药瓶盛氨水，改2个盛放滴有酚酞溶液的小烧杯为直接在滤纸条上滴加酚酞溶液，药品用量少(若用装棒冰的塑料管等直径小的塑料管代替塑料瓶作为密闭容器，药品用量更少)。

3.可重复利用

小药瓶中的氨水和用过的滤纸都可重复利用。

4.速度快

将实验装置改为直立状态，氨气分子向上运动速度快，达到缩短实验时间的目的，提高了课堂效率。

5.凸现分子扩散运动的痕迹

在整个实验过程中，悬挂滴有酚酞溶液的滤纸自下而上逐渐变红，很直观地反映了实验中氨气分子的运动路径(总体向上运动)，现象明显，趣味性强，效果好。

二、实验装置

1.实验装置图(如图1～图4所示)

图1 探究分子在不断运动装置分解图

图2 探究分子在不断运动装置图

图3 探究分子在不断运动实验结束装置图

2.实验原理

利用浓氨水的挥发性，打开盛装浓氨水的小药瓶瓶盖(如图2所示)，通过由塑料瓶制作的密闭通道，氨气分子运动到滴有酚酞溶液的滤纸上时，氨气分子溶于水形成氨水，使滴有无色酚酞溶液的滤纸变红。随着氨气分子向上运动，氨分子遇到滤纸条上滴下的酚酞溶液，自下而上依次变红。

3.实验装置制作

(1)材料：废旧矿泉水(纯净水)瓶2个，宽透明胶1圈，橡皮塞2个，小铁夹1个，小药瓶1个(根据所选塑料瓶口径的大小选择注射用头孢美唑钠、参麦注射液等废药瓶)，浓氨水，无色酚酞溶液，滤纸条。

(2)制作：取2只规格一致的塑料瓶，保留上部的16 cm去掉底部(除掉的底部可以做图4实验中所需的盛水容器。用宽透明胶带将去掉底部的2只塑料瓶粘在一起(如图1所示)，取一只废旧胸牌上的小夹子，用细铁丝固定在一只橡皮塞上(如图1所示)，将滤纸剪成宽0.8～1.0 cm的长条，滤纸条长度也可根据密闭容器的长度灵活掌握；将浓氨水装入小药瓶用瓶盖盖紧备用。

三、实验步骤及现象

1.操作

(1)实验前，按实验装置图制作和准备实验仪器(装置如图1所示)。

(2)在滤纸条上自下而上按一定间距滴加无色酚酞溶液(装置如图1所示)。为增加趣味性，也可以在滤纸条上用无色酚酞溶液按一定间距画圆圈、小花等图案。展示，滤纸条上不变红。

(3)将滴有无色酚酞溶液的滤纸条用橡皮塞上连接的小夹子夹住，固定在塑料瓶瓶口的一端。

(4)拔掉塑料瓶另一端瓶口的橡皮塞，打开装有浓氨水小药瓶的瓶塞，将塑料瓶瓶口罩在小药瓶的瓶口上，尽量压紧(装置如图2所示)。观察实验现象。

(5)实验结束后，盖紧装有浓氨水的小药瓶的瓶塞，以备下次使用；用橡皮塞盖紧塑料瓶瓶口，以便处理实验废气(装置如图2所示)。

2.现象

滴有酚酞溶液的滤纸条自下而上逐渐变红。

3.结论

氨气分子运动到滴有酚酞溶液的滤纸上时，氨气分子溶于水形成氨水，使滴有无色酚酞溶液的滤纸变红。说明分子在不断地运动。

在整个实验过程中，滴有酚酞溶液的滤纸自下而上逐渐变红，很直观地反映了氨气分子的运动路径(总体向上运动)，所需时间短，实验现象明显，趣味性强，效果好。若同时用2套装置做一组对比实验(装置如图4所示)，一组放在冷水中，一组放在热水中，放在热水中的滤纸自下而上变红的速度更快，可以直观地验证“温度越高，分子运动速度越快”的特点。

2011-10-20

代道强，本科，中教高级。

湖北省广水市实验中学。