氨与氯化氢反应的实验装置改进

2019-12-23张月梦

化学教与学 2019年12期

张月梦

摘要：氨与氯化氢反应有助于了解氮的化合物的主要性质及在生产中的应用。经分析现有文献，并在已有实验改进的基础上，对此实验进行绿色化和视觉化的改进。改进后的实验在锥形瓶密闭环境中进行，无刺鼻气体选出;实验现象明显，便于全班学生观察，优化视觉体验，提高教学质量。

关键词：浓氨水;浓盐酸;绿色化;视觉优化

文章编号：1008-0546（2019）12-0093-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.029

在2017年版《普通高中化学课程标准》中提出了化学学科核心素养，其中包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。化学是一门以实验为基础的学科，实验在发展学生学科核心素养的过程中起到了关键的作用。通过引导学生对化学实验现象进行观察以及对实验证据进行推理来发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”素养;通过实验探究发展学生“科学探究与创新意识”素养;在实验的过程中体验“科学态度与社会责任”。

氨与氯化氢反应生成铵盐，有助于学生了解氮的化合物的主要性质及在生产中的应用。不同版本的教材对氨与氯化氢的实验反应的设计，操作简单，现象明显，但存在一些不足之处。分析如下：（1）人教版高中必修《化学1》中，氨与氯化氢的实验4-28环境开放，浓盐酸与浓氨水挥发出的气体有刺鼻味，危害健康;该反应在玻璃棒处进行，不利于后排学生观察。（2）在鲁科版高中化学《化学1》的实验3-2-7中，两个集气瓶上下瓶口相对，两个玻璃片盖在瓶口，在将玻璃片抽出过程中，两个瓶口不能一直对应，并且上端集气瓶容易滑落，损坏仪器，有二次伤害的可能。

目前，对氨与氯化氢的实验改进主要分为四类：实验现象明显化的改进、实验环境的改进、将氨与氯化氢的反应实验与氨的实验室制取实验进行结合、将实验与分子运动知识结合。以上改进实验在操作過程中依然有刺鼻气体漏出、药品用量较多、不宜在课堂上展示，不符合绿色化学的5R原则，5R原则是指减量化、再利用、再循环、可再生、拒用。在对已有改进实验基础之上对该实验进行再改进，使学生视觉体验更加优化，实验现象更加明显，实验过程更加符合绿色化、直观化原则。

一、实验用品

仪器：不带针头的注射器4支（1mL）、锥形瓶3个（250mL）、双孔橡皮塞2个、三孔橡皮塞1个、气球3个、玻璃管3个

药品：浓氨水、浓盐酸

二、实验过程

（1）检查装置气密性。

（2）将已抽取0.2mL浓氨水的注射器1号插入到锥形瓶1号，已抽取0.2mL浓盐酸的注射器2号插人到锥形瓶2号，注完药品之后，为保证实验环境密闭，不将注射器拔下;并让学生触摸锥形瓶底部。课前抽取，是因为装有药品的试剂瓶内药品较多，在课堂上抽取会挥发出大量气体。因为浓氨水与浓盐酸的现象一样，这里仅放浓盐酸的前后对比照片。实验现象见图1、图2：

实验现象：锥形瓶1、2号内慢慢有白雾产生，气球鼓起。

原因：浓盐酸、浓氨水具有挥发性。

（3）将已抽取浓氨水0.2mL的注射器3号与已抽取浓盐酸0.2mL的注射器4号插入到3号锥形瓶。实验现象见图3、图4：

实验现象：有成缕的白烟生成，气球鼓起。

原因：虽然浓盐酸与浓氨水没有直接接触，但两者均具有挥发性，挥发的氨与氯化氢反应，有白烟生成，验证了分子是不断运动的，从而将分子运动从微观转化为宏观现象，帮助学生巩固旧知识。教师可以拿起锥形瓶在教室走动，也拉近了实验与学生之间的距离，便于学生对实验现象观察，体现了进行演示实验时“走下去，请上来”的特点。

（4）让学生触摸瓶底。

实验现象：感受到瓶底微热。

原因：氨与氯化氢发生反应，放出热量;氨与氯化氢反应是放热反应。

（5）静置一会儿，观察锥形瓶底部，有氯化铵固体生成。实验现象见图5：

三、实验改进的优点

（1）实验减少刺激性气体的挥发，体现了实验的绿色化原则。

（2）当注射器向锥形瓶中注入药品时，瓶内压强增大，气球可防止橡皮塞冲出瓶口，导致漏气，保证环境密闭。

（3）实验过程中，教师可以拿起锥形瓶在教室走动，便于全班学生观察，使学生视觉体验更加优化。

（4）实验所用药品各为0.2mL，在节约药品的同时，也使实验现象更加明显。

（5）实验不仅体现了氨重要的化学性质，帮助学生复习分子运动知识，而且感受到该反应是放热反应。

（6）将浓盐酸、浓氨水注入到锥形瓶中挥发的白雾现象与锥形瓶3、4号中的实验现象形成对比，排除了它们挥发出白雾对实验产生的干扰。

四、结语