注射器在实验改进中的运用案例

摘 要：注射器是一种常用的医用品，具有密封性强、体积可变等特点，可以用于改进许多热效应不明显的化学实验。本文介绍了几例注射器改进实验的案例，简要描述了改进后的实验方案的优点，还简要说明了使用注射器改进实验时的注意事项。

关键词：注射器；实验改进；化学实验

注射器是一种常用的医用品，具有密封性强、体积可变等特点。医学上广泛使用的一次性注射器，可用于改进中学化学很多涉及液体与液体反应的实验和固体与液体不加热制取气体的实验。合理使用注射器对实验进行改进，可以简化实验操作，取得较好的实验效果，更方便观察实验现象，节约实验用品，更容易处理有毒有害物质。

一、固体与液体不加热反应生成气体的实验改进案例

中学阶段，固体与液体不加热反应生成气体的实验有很多。对于热效应不明显的实验，例如CaCO3与HCl反应制取CO2、Zn与稀H2SO4制取H2、稀HNO3与铜反应、浓HNO3与铜反应等实验，均可使用注射器进行改进。

案例1：稀HNO3与铜的反应：高中人教版教材中，稀HNO3与铜的反应实在试管里直接进行的，通过观察试管口部出现红棕色气体的现象来判断反应产生了无色的NO。实际操作中，因为空气的影响，往往不易观察到产生无色NO的现象，同时，生成的氮氧化合物直接扩散到空气中，不利于环保。利用注射器对该实验进行改进，可以避免这些缺点，方案如下：

药品：铜片，稀HNO3，蒸馏水，氢氧化钠溶液

仪器：医用一次性塑料注射器（10ml），橡皮塞，剪刀，镊子，烧杯

实验操作：

（1）将铜片装入注射器：用剪刀将铜片剪成小片，拔出注射器的活塞，用镊子夹取2小片铜片放到注射器里，插上活塞；

（2）排空气：推净空气后，用注射器吸入约1ml蒸馏水，反转注射器使针头向上，像医生给病人打针前的排气操作那样，向上推活塞以排除残留在注射器内的空气；

（3）加硝酸：用注射器吸入约2ml稀HNO3，将注射器的针头插入橡皮塞以密封，观察现象；

（4）观察NO与O2的反应现象：等注射器内收集到一定体积的无色气体后，拔出插入橡皮塞的针头，拉动注射器活塞吸入少量空气，观察现象。

（5）尾气处理：将注射器内的气体缓缓推入浓NaOH溶液中吸收。

（6）清洗仪器。

案例2：铜与浓HNO3反应：现行高中教材中，铜与浓HNO3反应是在试管中进行的。该反应现明显，不足之处是生成的NO2易扩散到空气中。用注射器对该实验进行改进，更便于操作，更容易处理反应生成的气体，还可以进行NO2与水反应的实验。改进后的方案如下：

药品：铜片，稀HNO3，蒸馏水，氢氧化钠溶液

仪器：医用一次性塑料注射器（10mL），橡皮塞，剪刀，镊子，烧杯

实验操作：

（1）将铜片装入注射器：用剪刀将铜片剪成小片，拔出注射器的活塞，用镊子夹取2小片铜片放到注射器里，插上活塞；

（2）加浓HNO3：吸入2mL左右浓HNO3，将针头插入橡皮塞密封，观察反应现象；

（3）尾气处理：反应完成后将注射器内的液体、气体都缓缓注到浓NaOH溶液中吸收。

按照以上步骤对实验改进后，在稀HNO3与Cu的反应中，由于反应生成的NO在注射器内被收集起来，可以很方便地观察到Cu与稀HNO3反应生成无色气体的现象；吸入空气后可以清楚地观察到气体颜色变成红棕色，增加学生对NO与O2反应的认识，同时让NO转化为NO2气体，有利于被NaOH溶液吸收。将注射器内的气体缓缓推入浓NaOH溶液中吸收，可以有效避免NO2扩散到空气中，减少大气污染物的排放，对环境更加友好。

参考以上实验改进的思路，我们可以对实验室制取氢气、实验室制取二氧化碳，实验室使用双氧水制取氧气的一系列实验进行改进。使用注射器进行此类实验，注射器同时具备了反应容器和收集气体两项功能，也容易将生成的气体通入到某些液体中进行微型实验，效果十分理想。

二、液体与液体反应的实验

凡是液体与液体反应且热效应不明显的实验，都可以使用注射器代替反应容器或代替滴管进行操作。合理地使用注射题改进实验，可以使操作更加简便，现象更加明显。

案例1：使用注射器改进Fe（OH）2的制备实验：教材提供的Fe（OH）2的制备实验方案中，是使用长滴管将NaOH溶液注入到新配制的FeSO4溶液中，往往难避开空气的影响，不易观察到Fe（OH）2的颜色。为使Fe（OH）2的白色能保持较长时间，更容易观察到沉淀有白色变成灰绿色、最后变成红褐色的现象，可以利用注射器对实验进行改进，方案如下：

药品：新配制的FeSO4溶液，NaOH溶液。

仪器：注射器，烧杯。

实验操作：

（1）生成Fe（OH）2：在校烧杯中盛放约20mLFeSO4溶液，用注射器代替滴管吸取约5mLNaOH溶液，将注射器的针头伸到FeSO4溶液液面下，缓缓注入NaOH溶液。可以观察到产生的白色沉淀。

（2）Fe（OH）2与O2反应：产生白色沉淀后，取出注射器，吸入空气，再将注射器伸到液面下，注入空气，令空气与生成的Fe（OH）2充分接触，可以明显观察到白色沉淀逐渐变成灰绿色，最后变成红褐色。或在产生白色沉淀后，晃动烧杯，使Fe（OH）2附着在烧杯内壁上，从而令Fe（OH）2与空气接触，也可以明显观察到沉淀的颜色变化。

该实验也可以在试管中进行。具体操作向小试管中注入少量氢氧化钠溶液，再加入少量煤油，用注射器吸取少量FeSO4溶液后，排尽空气，将注射器的针头伸到煤油层下，将FeSO4溶液注入NaOH溶液中，也可以使Fe（OH）2的白色保持较长时间。

由于注射器具有密封性强、体积可变、易于控制等特点，注射器也可以代替滴管吸取或加注液体的实验。使用注射器代替滴管，可以注入更多水，确保实验成功，且操作更加简便。

三、使用注射器改进实验的注意事项

注射器在改进实验中具有很明显的优点，但也要注意以下几个问题：

（1）一些放热明显、反应过于剧烈的实验不适合用注射器作为反应容器进行操作。例如，无论是塑料注射器还是玻璃注射器，都不适合用来做金属钠与水反应的实验。

（2）生成物溶解度小，容易导致注射器堵塞的实验，要慎用。

（3）如果是使用废弃的注射器进行实验改进，一定要十分注意安全，切不可被废弃的针头扎伤。一般情况下，使用注射器进行实验之前尽量用砂轮将针头的磨秃。

作者简介：

牟景雄（1983.9— ），汉族，男，贵州盘县人，硕士研究生，中学一级，中学化学教学方向。

（作者单位：贵州省六盘水市盘县第一中学）