高中化学中氨气的喷泉实验创新设计

刘娟

简介

氨气的喷泉实验是一个有力证明氨气在常温下极易溶于水，并证明其水溶液呈碱性的精彩实验。它是高中化学教学过程中的一个重要的演示实验，也是高考常考的考点之一。这个实验新奇、有趣，能极大地调动学生的学习兴趣，从而喚起探求新知识的欲望。但按照教材提供的方案进行实验，效果不理想，氨气容易逸散造成环境污染。我在教学实践中尝试性地探索改进方案，终于寻找到一种实验现象明显、可操作性强的氨气喷泉实验新方法。

实验仪器及材料

饮料瓶、尖嘴玻璃导管、短玻璃导管、橡皮塞、橡胶管、软胶管、小药瓶、圆底烧瓶、自制单向阀、点滴输液管的滴斗、注射器、浓氨水、氢氧化钠固体、酚酞试液、水。

实验装置组成见图1，实物照片见图2。

创新点

把气体的收集和喷泉实验的装置连接成一个整体，无需先收集氨气，操作简单易于进行，实验成功率高。

节约时间和药品，整个实验可在3分钟内完成；药品用量少，实现了实验的微型化。

整个装置气密性好，避免了对环境的污染。

制备原料简单常用，造价便宜，合理利用了一些废弃物。

尖嘴处经过特殊处理，能多层次喷泉。

实验原理

利用浓氨水的挥发性，在其中加入氢氧化钠固体后，氢氧化钠溶于浓氨水后增大了溶液中氢氧根离子浓度，促进可逆平衡逆移，且溶于水时放出热量，加速了浓氨水的挥发，迅速放出氨气。

氨气极易溶于水。将塑料瓶中水挤入烧瓶，氨气溶于水，瓶内压强迅速减小。

大气压将塑料瓶中水压入烧瓶，形成美丽的喷泉。

实验操作和现象

准备工作

连接好仪器，检查气密（通过B向整套装置中注入空气，若D中有气泡产生，证明气密性良好）。

向C装置中加满水，并向其中滴几滴酚酞，盖好E的胶帽，盖好C的瓶塞。

向A中加入2g Na0H固体，向B中吸入5mL氨水，连接好A、B装置。

向D装置中注入适量的水并向其中滴几滴酚酞，使其恰好没过单向阀下端，安装好D装置。

开始实验

推压B的柱塞，向A中缓慢注射氨水，产生的NH，经过单向阀进入E圆底烧瓶，D中有大量的气泡排出，我们会先看到下端小滴斗溶液先变红，当看到上端小滴斗溶液也变得微红后，说明圆底烧瓶内氨气已基本充满，此时关闭止水夹，挤压C，使少量液体进入F中，打开E胶帽，就会出现红色喷泉。

实验注意事项

实验前烧瓶耍保持干燥，烧瓶内空气需排尽。

所加药品的量需根据烧瓶的大小适当调节。

氨水注入氢氧化钠的速度要比较慢，保證氨气全部进入圆底烧瓶，避免氨气外逸，污染教学环境。

专家评语

该项目制作了氨气“一体化”喷泉实验教具。该教具选题内容切合高中化学教学的需要，依据的科学原理无误，能解决基础化学教学的难点。该教具采用了自制单向阀控制气体流向，采用检验装置从而可以直观地观察到烧瓶中氨气是否收集完全。现场演示表明实验演示效果良好。此项目有利于学生学习相关内容，对其他类似气体制取实验也有重要的参考价值，具有很强的实用性。建议本项目进一步加强检验装置吸收氨气试剂的用量研究，以节约氨水用量，提升课堂演示教学的质量。