测定锌与硫酸反应速率演示实验的新设计

2013-11-27侯立平齐俊林

中国教育技术装备 2013年32期

关键词：烧瓶注射器针头

◆侯立平齐俊林

为了更好地完成锌与硫酸反应速率的演示实验，利用平底烧瓶、一次性注射器等器材改进演示实验，可使实验装置趋于更简单、合理。通过对比实验，实验现象更直观、明显，得到的结论更令人信服，实验时间也会大大缩短。

现行高中化学教材中测定锌与硫酸反应速率实验是一个较为重要的课堂演示实验，其目的是：证明在其他条件不变的情况下，浓度对反应速率的影响（如图1所示）。

图1 教材中原装置

图2 实验装置

但笔者认为该实验存在一定的不足：其一，实验仪器较为复杂，不便于组装；其二，不能同时观察到不同浓度的硫酸与锌粒的反应速率的对比实验；其三，在向锥形瓶内加入硫酸过程中产生的氢气容易外逸，造成测定反应速率不准确。为此，笔者对该实验进行了认真的研究，提出新的设计，经过反复实验，效果很好，现介绍如下。

1 实验用品

平底烧瓶（500 mL）2只，兽医用注射器针头（16×38）2支，一次性注射器（20 mL）2支，6号橡胶塞2个。

1mol/L硫酸，4mol/L硫酸，锌粒。

图3 带有注射器的胶塞

2 实验装置

图4 装有硫酸和锌粒平底烧瓶

图5 安装好的平底烧瓶

图6 实验结果

如图2所示，A1—1mol/L硫酸，A2—1 g锌粒，A3—一次性注射器，A4—兽医用注射器针头；B1—4mol/L硫酸，B2—1 g锌粒，B3—一次性注射器，B4—兽医用注射器针头。

3 实验方法及其实验现象

1）取1个6号橡胶塞，在橡胶塞的中心位置穿透一支兽医用注射器的针头，并调整注射器的刻度为0 mL（如图3所示）。

2）取1只平底烧瓶，注入20 mL 1mol/L的硫酸，用手横握平底烧瓶，然后向平底烧瓶颈部加入1 g锌粒（如图4所示）。

3）将带有注射器的橡胶塞紧塞在平底烧瓶的瓶口（如图5所示）。

4）重复上述操作步骤，再组装一个完全相同的装置，不同的是：烧瓶内注入的硫酸为20 mL 4mol/L。

5）用两只手分别握住1只平底烧瓶的颈部，将盛有不同浓度硫酸的两只平底烧瓶同时迅速竖起并立放在桌面上（如图2所示），可观察到锌粒和硫酸同时到达烧瓶底部并立即发生反应（Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑），产生的气体使注射器的注射活塞向外顶出，且加有20 mL 4mol/L硫酸的装置中注射器的注射活塞被顶出得快；记录二者产生气体体积为10 mL时所需的时间，可发现硫酸浓度大的所需的时间较少（实验结果详见图6）。由此推断，增大浓度，可以加快反应的速率。