高中化学实验课程资源开发与利用之注射器用途浅谈

石一妤

【摘 要】在高中化学新课程标准中，增强学生的环保意识有及其重要的作用。而节源节能、有限资源的开发与利用又显得尤为重要，一物多用，开发实验用品的功能与用途也可以培养学生环保节约、动脑思考、知识整合的综合能力，本文以实例谈一谈注射器在高中化学实验中的开发利用。

【关键词】化学实验;注射器;用途

高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，是高中生综合素质的具体体现，反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求，全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。它是学生在化学认知活动中发展起来并在解决与化学相关问题中表现出来的关键素养，反映学生从化学视角认识客观事物的方式与结果的水平[1]，其要素包括“宏观识与微观探析”变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任5个维度。这5个维度充分体现了化学学科的独待性，凸显了化学是从观层面认识物质、以符号形式描述物质、在不同层面创造物放的特征。 而“实验探究与创新意识”是让学生通过实验探究活动，准备实验药品、实验仪器装置，亲身体验实验探究的过程，充分认识到化学实验在化学这门学科中起到的重要作用。现在我们都提倡环保，在实验物资匮乏的实验室不能开源，那么节流就显得尤为重要，在化学实验中就不得不提到微型实验了，它是为减少资源消耗和化学污染而发展起来的一种化学实验的新方法、新技术，是化学实验方法的新变革。美国国家微型化学实验中心（NMCC）网站是这样描述的：“微型化学实验是一种安全的防止环境污染的化学实验方法，它试剂用量少，且不影响化学在教育和工业上应用的质量水平。”

在高中微型实验中经常用到的就有医用注射器，它的特点是1、具有很好的密闭性，并且体积可以定量发生改变，通过推动或拉动活塞可改变气体体积，也可以以稳定的液流控制液体的流量。2、针筒透明，可以观察到里面液体的体积，有刻度，可以通过活塞的变动定量输出或吸入一定体积的液体，有力于做定量实验。3、由于注射器的活塞可控制变量，能根据实验的不同需要，通过加入液体的量，有效控制反应进行的过程和速度。4、物品易得，在医用上好多注射器都是一次性的，可通过消毒变废为宝，起到勤俭节约的作用。关于微型实验的优点之前有太多的文章谈论过了，今天笔者就以一些具体实际案例探讨注射器在实验中的用途。

1、简易启普发生器的制作

中学化学教师都知道，固液不加热反应在中学阶段涉及的反应还是比较多的，例如锌粒和盐酸反应制取氢气、块状碳酸钙和盐酸反应制取二氧化碳、硫化氢等等。而用启普发生器来盛装液体作为反应容器的优点也很突出，能节约药品，控制反应速率，可随时向装置中添加药品可以随时控制反应的发生和结束。但是它也有它的弊端，比如体积较大、价格偏高这两点加起来就决定了它不可能在课堂中让学生进行实验探究课中使用。而这里将一次性注射器稍加改进就可以得到体积小、价格优的简易启普发生器，让学生都参与到实际的实验探究中这也符合我们教育体制中的化学核心素养。那我们下面就来看看怎么用注射器制作简易启普发生器：两只注射器用输液管连接，截取一段去掉胶塞的注射器活塞倒置于右侧注射器内，胶塞打孔，插入输液管导管作导气管，完成简易启普发生器的组装。

2、多功能管

我们现有的常规性质实验都是在试管中完成的，这样消耗的药品比较多，遇到某个物质性质比较多的时候还要分别做，这样不仅消耗原料过多，而且也费时间费事，如果我们都在一个容器里完成不仅原料消耗少，而且还省事。而注射器也能完全胜任这样的工作，在注射器内依次放入浸有各种溶液的棉花团，可以作为一个气体除杂或性质检验装置，例如：注射器内从上到下依次装入浸有氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、溴四氯化碳溶液品红溶液的棉花团，作为二氧化硫气体性质验证及吸收装置。更换试剂，可以用于氯气、乙炔等气体的除杂及化学性质验证等实验。

上述装置有以下优点：仪器微型、试剂微量，应用广泛，且取材方便，有利于学生开展课内外实验，也培养学生节能环保的意识。

3、注射器输液管巧做简易减压过滤器

化学实验中分离固─液混合物， 过滤是最常见的基本操作。但是由于在微型化学实验中要分离的固─液混合物的量很少，因此，如果用常规化学实验中较大的过滤器过滤时，操作起来，既不方便，也不协调。不但过滤速度缓慢，而且会造成较多的过滤物的粘附、损失而降低回收率或产率，所以不能简单地把常规化学实验的过滤方式直接移植到微型化学实验中来。鉴于微型化学实验过滤装置不甚理想的现状，笔者提出一种新的微型化学实验过滤装置，作为微型化学实验过滤操作的补充：

（1）准备1～2支容积为10～20 mL的注射器，输液管过滤器若干。

（2） 两者连接后，用注射器吸取适量水，润湿过滤器滤芯。

（3）若仅需要收集滤液，把该装置伸入需要过滤的固─液混合物中，缓慢地向上拉出注射器活塞，进行减压过滤，滤液吸入注射器内;若需要把滤液和沉淀物分别收集提纯，则先把需要过滤的固─液混合物转移到上面注射器内，缓慢地向下拉出下部注射器活塞，进行减压过滤，滤液吸入注射器内，固体不溶物留在上面注射器内。

（4） 过滤后，将过滤器拔下或更换滤芯

实验证明，该装置具有如下优点：

（1）过滤装置所用仪器易得、易制、易组装，有利于微型化学实验的实施。

（2）过滤物及滤液的处理操作过程与常规化学实验相同，使实验操作变得方便、简单。

（3）漏斗容积很小，使过滤物由于粘附而造成的损失减少，从而保证了微型化学实验中物质的产率或回收率不会受到影响。

（4）根据不同需要，可把过滤器滤芯进行调整和更换。

4、可以代替分液漏斗，盛装液体，如图四。用注射器代替分液漏斗可以定量的控制液体的体积。简洁方便。

5、用于抽送气体

可用于一般的抽送气体。例如用固体增重来测量某气体的量时，为了保证该气体全部被吸收，可以连接注射器用于推送该气体，使之完全被推送到与之反应的固体。也可以用于检验气体的气密性，如上图五，连接好装置（注射器内留有部分空气，以便后面的推送），打开弹簧夹，向长颈漏斗中注入水，使它的下口被液封，慢慢推注射器的活塞，长颈漏斗内形成一段水柱，过一会后水柱的液面不下降。再慢慢往外拉活塞，液柱下降，下管口有气泡冒出。说明装置不漏气。

6、定量收集气体装置

高中实验中氯水的光照实验，在实际操作中雖然验证氯水光照后分解产生氧气，但存在不足：（1）操作容易漏，不能达到预期的效果;（2）只能定性的推断出氯水分解产生气体，但不能定量，也不能检测分解产物的性质。运动注射器进行这个反应解决了这两点不足，取一支50ml针筒注射器，抽取10ml新制氯水放置在日光灯光照一段时间，针筒活塞上移，根据刻度读出约10ml无色气体，黄绿色变浅，从而验证了反应的反应方程式中的比例关系。反应结束后将针筒倒置，慢慢推动活塞，用带火星的木条检验针筒口处缓慢推出的气体，带火星木条复燃可以证明产生的气体是氧气。利用针筒注射器即可以定量测定分解产物的体积，有可检测分解产物的性质，一举两得。

当然，关于针筒注射器的用途还有很多，需要我们教师在教学中不断地开发和总结，不断地激发学生的创新思维然，培养学生的探究能力、动手能力，增强学生的环保意识。

参考文献

[1]杨梓生.对高中化学学科核心素养的认识 [J].中学化学教学参考，2016（8）：1-2.