氧气制取和性质的微型实验

　　摘要：针对教科书上实验装置复杂、实验过程中不能有效控制反应速度、缺少回收措施以及安全隐患等方面的问题，以绿色化学、微型化学实验的核心思想为指导，探索并形成了“氧气制取和性质”的微型实验。
　　关键词：氧气；绿色；微型；实验
　　文章编号： 1005–6629(2012)4–0041–03 中图分类号： G633.8 文献标识码： B
　　 1 教科书实验存在的主要问题
　　而老师在讲台上演示硫在氧气中燃烧、磷在氧气中燃烧实验时，讲台周边弥漫着大量有刺激性味的烟雾，污染了环境，严重影响了师生的健康。
　　鉴于此，我们设计了一个简洁、安全、可控、操作方便、现象明显、“资源节约、环境友好”的新装置，开发了氧气制取和性质的微型实验。
　　 2 绿色微型化的实验装置
　　2.1 装置材料
　　注射器（5 mL）、小玻璃瓶（约15 mL）、废圆珠笔芯（两段）、一段自行车用的小橡皮管、儿童果品盒一个。
　　2.2 实验装置及组装
　　（1）将两段废圆珠笔芯弯成90°，两端各连接上乳胶管，其中一段废圆珠笔芯穿过一个青霉素瓶的瓶塞。
　　（2）取1号胶木塞一只，用锥在其中心附近打一小孔，刚好能将一段废圆珠笔芯插入。
　　（3）将注射器针头插过胶木塞，用火烧去针头中的胶木屑，使其畅通。
　　（4）取一个15 mL的小玻璃瓶作反应容器，其他的小玻璃瓶作集气瓶。
　　（5）连接各部分仪器，整个装置小巧玲珑，安全简洁，还省去了铁架台！
　　实验装置如图1所示。
　　 3 氧气制取和性质的实验
　　3.1 实验仪器与药品
　　（1）注射器（5 mL）1支、小玻璃瓶（约15 mL）6只、砂纸、废圆珠笔芯（两段）、胶木塞、乳胶管（自行车用的小橡皮管)、药匙、镊子、小刀、锥、小水槽（儿童果品盒等均可）、微型燃烧匙（将耳挖的前端弯折90°即成，或取一截直径2.5 mm左右的铁丝或铜丝，用铁锤将其一端敲扁后弯折而成）、铜丝10 cm、量筒（10 mL）、酒精灯、火柴、玻璃棒、废物杯、清洗杯、回收杯。
　　（2）铁在氧气中燃烧
　　取10 cm铜丝，在其一端弯成一个钩。
　　从石棉网上取下一根长的细铁丝，用砂纸锉去表层物质，将其一端缠绕火柴梗上，密密绕上6~9匝。另一端固定在铜丝的钩上（也可直接用镊子夹住细铁丝的另一端）。
　　将火柴梗放在酒精灯火焰上点燃，在火柴梗即将烧尽时，迅速将它移入氧气瓶，并慢慢地从上往下伸，即可观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射的生动景象。还可观察到瓶底部有黑色的小球形固体物质（Fe3O4）。
　　（3）硫在氧气中燃烧
　　用微型燃烧匙取一点硫粉，在酒精灯外焰上加热，可观察到硫粉熔化并燃烧。此时硫在空气中燃烧，火焰呈微弱的淡蓝色。随后将它迅速伸入氧气瓶中，火焰立即变成明亮的蓝紫色，并慢慢继续往下伸，直到完全反应。几乎闻不到SO2的刺激性气味。
　　反应结束，盖上瓶塞，振荡，静置片刻，用玻璃棒蘸取瓶中液体，滴在pH试纸上，检查该溶液的酸碱性。可观察到pH试纸即呈红色。
　　实验注意事项：
　　①小玻璃瓶、儿童果品盒、废圆珠笔芯等应事前清洗，保持洁净。
　　②注射器取用药品前后，要在清洗杯中多次清洗。
　　③实验所产生的火柴梗等各类废物、废液，要及时放入废物杯中，废液经NaOH溶液处理后再集中排放。
　　3.4 绿色微型化实验与教科书实验的比较
　　（仅以“氧气的制取”为例）
　　3.4.1 实验装置
　　参考文献：
　　[1]朱清时主编.义务教育课程标准实验教科书[M].杭州：浙江教育出版社，2005.