“一体化”氨气喷泉实验的创新设计

福建省泰宁县第一中学(354400)

温善明

“一体化”氨气喷泉实验的创新设计

福建省泰宁县第一中学(354400)

温善明

1 实验目的

氨的喷泉实验是高中化学的经典实验，在教材中具有重要地位，也是高考常考的考点之一。但在实际教学过程中，笔者发现该实验有以下问题。

(1)如果用教材中的方法来制取和收集氨气，收集满1瓶250 mL烧瓶的氨气至少需要5 min。

(2)实验过程中常常因为保存不善使氨气逸散而导致实验失败。因此，教师经常会演示1～2次“氨的喷泉实验”，这就要求教师在课前制备几瓶氨气备用。

(3)需要的氨气越多，意味着消耗的药品和时间越多，造成空气污染就越大，对师生身体健康的危害越大。

为此，笔者通过搜索相关文献，与其他化学教师进行交流与讨论，对氨的性质和制备实验进行整合设计研究，自制了一套可操作性强的氨气喷泉实验装置，收到了令人满意的教学效果。

2 实验创新点

(1)把氨气的制取、验满和喷泉实验的装置连成一个整体，整合后的实验装置能够有效地验证NH3的碱性(即NH3溶于水生成碱性物质)，NH3与HCL反应产生白烟以及HN3极易溶于水。充分体现了实验制备与性质检验的“一体化设计”思想。

(2)整个实验过程在4～5 min内完成，大大缩短了实验演示所需要的时间。为教师对喷泉实验的原理分析和拓展延伸提供了更多时间。

(3)该装置的独到之处是能连续实验、重复操作、安全环保、气密性良好且宜控制，体现了绿色化学的理念。

3 实验装置与器材

3.1 实验装置

实验装置如图1所示。

图1 装置图

图2 实物图

3.2 实验器材

废启普发生器(100 mL)、圆底烧瓶(250 mL)、注射器(10 mL、1 mL各1个)、橡胶塞4个，玻璃导管、烧杯2个、止水夹2个、三通活塞1个、广口瓶1个、小漏斗1个、乳胶管、玻璃珠、浓氨水、氢氧化钠固体、浓盐酸、酚酞试液、水。

4 实验原理

(1)氢氧化钠固体溶于水放热，促进氨水分解。氢氧化钠吸水后，促使平衡移动,促进氨气挥发出来。相关化学(离子)方程式如下：

(2)玻璃珠的目的是为了防止反应过于激烈

使液体被冲到玻璃导管口(相当于碎瓷片的控制暴沸的原理)。

(3)氨气极易溶于水，产生负压，大气压把烧杯中的水压入烧瓶中，形成红色喷泉(氨水为碱性，酚酞试液遇碱变红)。

5 实验步骤和现象

(1)如图1所示组装好仪器，检查装置气密性。

(2)往废旧的启普发生器中放入30粒小玻璃珠，再加入5～10 g左右的NaOH固体。注射器A吸取10 mL浓氨水，注射器B吸取1 mL水。广口瓶中滴入1滴浓盐酸。烧杯A、C中装适量水，烧杯D中加入300 mL水并滴加少量酚酞试液。

(3)打开三通活塞，使启普发生器只与圆底烧瓶形成通路。打开止水夹a，关上止水夹b。

(4)用注射器A往启普发生器中注入约5 mL的浓氨水，浓氨水遇到氢氧化钠固体后立即产生气泡，一段时间后，广口瓶中出现白烟，说明圆底烧瓶已经收集满氨气。

(5)关闭三通活塞，使启普发生器只与装有漏斗和水的烧杯形成通路，多余的氨气被小烧杯中的水吸收。打开止水夹b，关上止水夹a。

(6)用注射器B往圆底烧瓶中注入1 ml水，立即产生红色喷泉。

(7)打开止水夹a、b,取出广口瓶中的玻璃管，放入大烧杯中，用大烧杯承接圆底烧瓶中的液体。

(8)重复喷泉实验时只需重复步骤(4)～(6)即可，无需干燥圆底烧瓶，实现“一器连用”。

6 实验注意事项

(1)启普发生器底部较薄，放入玻璃珠时需小心轻放。浓氨水和NaOH固体的用量根据实验次数来调整，若想连续做2次喷泉实验，一般在启普发生器中加入5 g NaOH固体，注射器中吸取10 mL浓氨水即可。

(2)浓氨水注入到NaOH固体中的速度要慢，一般2～3 mL浓氨水可以分两次加入，确保产生的氨气全部进入圆底烧瓶，减少气体外逸。

实验改进

2017-07-24