简易同步混合器与排式试管的研究与制作

黄婷婷 王文先

摘要：针对目前中学化学有些实验演示效果不佳等问题，本文设计了简易同步混合器与排式试管，旨在突出实验现象和结果对比，使某些实验更具演示效果。我们使用该教具在列举的化学实验实例中取得了良好效果。

关键词：化学实验；同步混合器；排式试管；对比

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）16-0279-02

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学的灵魂，是化学的魅力所在和激发学生学习兴趣的主要源泉，更是培养学生综合素质和发展学生思维能力和创新能力的重要方法和手段[1]。实验的顺利开展离不开合适的实验器材，虽然目前教学配套仪器日臻完善，但是教学仪器不可能一应俱全，有些危险性高或耗时过长但效果对比不明显的实验不可能在课堂上进行演示，这样会损害学生学习化学的兴趣和信心，阻碍学生创新思维能力和动手能力的培养。研制简易且适合中学实验教学的教具及充分发挥自制教具的作用，已成为化学实验教学创新研究的重要内容。

一、问题的提出

沪科版高一化学教材章节6.1“化学反应为什么有快有慢”中涉及反应物浓度对化学反应速率的影响[2]：配制不同浓度的硫代硫酸钠溶液各20ml，分别加入四支烧杯中。另取四支试管，分别加入20ml相同浓度的盐酸溶液。分别将盐酸溶液与不同浓度的硫代硫酸钠溶液混合。为了便于观察实验现象，烧杯底部垫有黑色“X”字样的白纸。开始计时直到透过溶液看不见黑色的“X”，停止计时并把相应时间填入表格。根据时间的长短比较反应的快慢。上述实验操作不但步骤烦琐，而且容易产生误差。针对这个问题，我们专门研制了同步混合器和排式试管。使用该套实验教具优点明显：实验可操作性较强，步骤简单，反应快慢对比直观，且能有效降低视觉误差。

二、实验仪器的研制

（一）同步混合器的制作

采用不同规格的有机玻璃、软塑料玻璃、不同规格的铜管、木棒、橡胶塞、螺钉等材料，按图1所示装配成简易同步混合器。为避免烧杯滑脱，可垫衬软塑料于烧杯的两层有机玻璃之间，该处理方式也在后续的教具研制中继续采用。

（二）排式试管的制作

如图2所示，将试管并排或者参差粘贴固定在一起，不仅方便老师和学生做批次实验，也能明显展示对比效果。为进一步突出色差接近溶液的对比效果，我们尝试在特制的试管架中间插入白色纸片作为背景。同时排式试管还能进行同步混合的实验操作。

三、实验演示实例

实例1：在通风橱中（如无通风橱需在发生反应的烧杯上放置蘸有氢氧化钠溶液的滤纸以吸收生成的刺激性气体二氧化硫）放置六个小烧杯于同步混合器中，取不同浓度的硫代硫酸钠溶液各20ml分别加入到同一侧的三个小烧杯中。另采用排式烧杯取20ml相同浓度的盐酸溶液同时加入到上述三个小烧杯中使其混合，记录出现浑浊的时间并分析实验現象的原因，通过使用同步混合器，淡黄色沉淀出现快慢对比更为明显。采用排式试管也可以达到相同效果。

实例2：将块体状和粉末状的适量大理石（主要化学成分为碳酸钙）分别加入同一排的不同试管后，另采用排式试管取10ml相同浓度的稀盐酸溶液同时加入到上述试管中，可以明显观察到装有粉末状大理石试管中的反应速率比装有块状大理石试管的要快。

实例3：图3中左边三个同排试管从右到左依次加入一定浓度的氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液，在各试管中分别加入适量的硝酸银溶液，会出现白色、浅黄色、黄色沉淀，再分别加入稀硝酸溶液，三支试管中沉淀均不消失。采用我们自制教具可以对实验同时观察比较，效果突出。

实例4：图3中右边三个同排试管从左到右将溴水和碘水分别加入到同排三个试管中，顺序是碘水、溴水、碘水。向三个试管中分别加入苯、四氯化碳、四氯化碳，震荡观察比较实验现象，效果对比图如图5所示。

四、结论

通过上述几个化学实验演示实例，我们研制的同步混合器和排式试管在对比相似或相近实验现象和半定量测试反应时间等方面确实优势比较明显，且所用材料便宜易得，制备简单，易于在中学课堂普及和推广。另外，若该试验系统和其他分析技术配合使用，试验过程可实现定量检测，结果就更为精确可靠。

参考文献：

[1]叶能胜.在新课程标准下对中学实验教学改革的几点思考[J].中国现代教育装备，2010，（10）15-16.

[2]姚子鹏.高级中学课本.高中一年级第二学期化学[M].上海：上海科学技术出版社，2007：39-40.