无机化学实验中准备与教学的问题与解决措施

陈海林

【摘 要】通过总结教师在实验准备和学生在做无机化学实验时的常见问题与错误，使学生对规范操作和实验理论有更明确的认识，使教师对学生的指导更有针对性，达到提高学生实验能力的目的，并提高教师的工作效率。

【关键词】无机化学实验；规范操作；解决措施

本学院的无机化学实验室供应用化学、化学、环境工程专业学生的无机化学实验教学用。应用化学、化学专业为大一学年用。环境工程专业学生为大一上学期用。每次只能容纳大约20人同时做实验。每个班分成2～3组。在实验材料的准备和教学中，发现的问题学生重复犯。先把问题解决措施总结如下，以便教师能更好地指导学生，学生更好地规范操作。

一、酒精灯的使用和玻璃管（棒）的加工

由于学生人数较多，选用挂式酒精喷灯比较方便，不用频繁地加工业酒精。坐式酒精喷灯作为演示的道具，让学生明白原理即可。实验室用的挂式酒精喷灯构造有：（1）酒精喷火杆；（2）酒精预热盘；（3）活力调节阀；（4）挡风片；（5）酒精输送管；（6）酒精壶；（7）铸铁底座；（8）酒精注入阀。

1.活力调节阀漏液。解决措施：用扳手把螺母拧开。把旧的生料带清理干净，用水冲洗干净，吹风筒吹干后用重新缠绕新的生料带，按照原来的样子装回去。

2.喷火杆内酒精喷口被玻璃渣等杂物堵住。教科书介绍用长针把喷口刺通，很难清理干净。解决措施：打开活力调节阀和酒精注入阀门，把软管一端连在水龙头上，开自来水，杂物就冲出来。这个方法还可以检验喷口是否被堵住。

3.酒精喷灯的木质手柄在使用过程中受热开裂或者烧焦。解决措施：使用前用湿布缠绕。

4.自来水管连接酒精壶和铸铁底座的部位不够紧，漏酒精。解决措施：用细铁丝缠绕几圈，用铁钳选择加固。这样学生在移动时，或者摔在地上，也比较牢固，不会漏液。

5.用酒精灯加热玻璃管或玻璃棒时感觉加热很久，玻璃管和玻璃棒也不变软，很难弯曲。解决措施：首先，把酒精壶挂高，比底座高1.3米，这样底座里的酒精压力很大，喷得很猛。其次，要把活力调节阀调到最大，同时调整挡风片，声音越大证明火力越猛。最后，加热玻璃管或玻璃棒时要靠近火焰一些。虽然说酒精喷灯的火焰从外到内由氧化焰，还原焰和焰心三部分组成，最高温度点位于氧化焰的顶部，但是尖端比较尖，而且有风吹，这样子火焰接触玻璃面积比较小，加热所需的时间比较长。靠近火焰一些可以迅速地加热。

二、摩尔气体常数的测定

氢气是用磨亮的镁条与过量的6 mol/L的盐酸反应生成的。实验通过测定氢气的体积来确定R的数值。实验装置有量气管、漏斗、试管（反应器），软管。在反应过程中，由于产生氢气的压力不断增大，使量气管的液面不断下降[1]。

反应过程中，学生不理解为什么必须要移动漏斗，使漏斗中液面量气管内液面和量气管内液面相同。原因：由连通器原理可知，同一液体的同一水平液面上的压强是相等的。为了使量气管内的气体的压强为大气压，必须要移动漏斗，使漏斗中液面量气管内液面和量气管内液面相同。这样还可以避免量气管中的气体压力过高，从反应器与量气管的连接处漏出。

三、二氧化碳相对分子质量的测定

二氧化碳是通过大理石与6 mol/L的盐酸在启谱发生器中反应制得。反应生成的气体依次通过硫酸铜溶液、饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸。目的是依次除去硫化物气体、盐酸气体、水，用干燥洁净的锥形瓶向上排空气法收集最后得到纯净的二氧化碳。

1.启普发生器随着反应的进行，关闭旋塞希望停止产生气体，但是中间球体的液体不能与固体分离。原因和解决措施：启普发生器由球形漏斗和葫芦状玻璃容器组成。放大理石前必须用玻璃纤维把球形漏斗下端缠绕，组合时刚好插到两球容器的中间部位。这样大理石不会掉在底部。其中，缠绕时不能太松。如果太松，随着反应的进行石块变小后也会掉在底部。缠绕时也不能太紧，太紧后，随着反应的进行，石块变成微粒后把缝隙堵住，中间球体的液体下不去。如果遇到大理石掉在底部或者玻璃纤维堵住了，都需要拆开，重新缠绕玻璃纤维。

2.学生把橡胶塞用打孔器打孔，把孔打大了，插入玻璃管时漏气。解决措施：剪一小段乳胶管放入孔中，再把玻璃管插入，这样乳胶形变贴合了玻璃管和橡胶塞。

3.学生检验锥形瓶中是否充满了二氧化碳气体时用火柴，灰烬容易掉进锥形瓶，造成实验的误差，而且浪费很多火柴。解决措施：利用干燥的竹子，用刀破开，削成10 cm 左右的细长的竹条，类似牙签大小。使用时用酒精灯点燃，用嘴巴吹熄，成为带火星的竹条，放到锥形瓶瓶口，火星熄灭，证明锥形瓶充满了二氧化碳。这种竹条可以用很久，而且产生的灰烬不容易掉。

四、醋酸电离平衡常数的测定——pH计的使用

使用pH计前必须用标准缓冲溶液标定[2]。根据使用说明书操作即可。每测一次，必须用去离子水冲洗干净玻璃电极并用剪碎的滤纸吸干净。通常使用的是E-201-C复合电极。

1.测定过程中的数据不稳定，摇动电极，数据不停跳动。原因及解决措施：如果前面测的数据正常，这次很可能是玻璃电极与塑料栅之间有气泡，把玻璃电极取出，缓慢插入，观察是否还有气泡，没有气泡，便可正常读数。

2.很多学生在测量过程中把电极保护帽打翻了，往电极帽加的是去离子水。解决措施：电极保护帽装的是3 mol/L的氯化钾溶液。从电极上端小孔加入的复合电极的外参比补充液也是3 mol/L的氯化钾溶液。新购置的电极带有一个塑料小瓶子，里面装的是氯化钾粉末，往里面加去离子水到刻度线即可得到3 mol/L的氯化钾溶液。

五、放水瓶的改进

实验室常用的是10 L玻璃用的放水瓶。里面装的是去离子水，供学生的洗瓶装水和教师准备实验用的。下口放水瓶的玻璃活塞很容易被碰烂。损坏后，整个玻璃放水瓶作废了。市场上有塑料做的放水瓶，塑料的如果水有杂质，很难看出来而且很难清洗。现在模仿日常饮用的五加仑桶的手压泵水器，做一个饮水瓶的泵水器。具体做法：取一个10 L透明小口的试剂瓶，清洗干净。然后选用一个规格为13号的橡胶塞，选用一个 11.25 mm 的橡胶塞打孔器钻一个孔，把从市场买的手压泵水器插入橡胶塞，检查是否紧实，然后装上取水管，调整好合适的高度。橡胶塞塞到试剂瓶里，此时整个体系是密封的。手压气囊往里面压气体，水从取水管里出来。整个装置简单实用，只作为去离子水的容器。

参考文献：

[1]蒋毅民.无机化学实验[M].广西师范大学出版社，2013：67—69.

[2]中国科学技术大学无机化学实验课程组.无机化学实验[M].中国科学技术大学出版社，2012：44—46.

基金项目：

广西教育科学“十二五”规划课题“教学-科研-竞赛”三位一体的地方高校化学类本科生科研创新能力培养模式探索与实践，（No：2015C408）。