分子运动实验的再改进与思考

龚虎

摘要：作者在已有改进实验的基础上，经过实践总结，采用实验室常用仪器如表面皿、漏斗、导管、具支试管和试管等，对分子运动实验进行再改进，取得了非常好的实验效果。

关键词：分子运动;实验改进

文章编号：1008-0546（2020）06-0096-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.026

一、问题的提出

人教版九年级化学上册49页“探究”中提出，在小烧杯A中盛放酚酞溶液，在小烧杯B中加入约5mL浓氨水，用一个大烧杯罩住A、B两个小烧杯，然后观察现象。希望通过此实验探究，让学生观察到烧杯A中酚酞溶液变红，得到“分子总是在不断运动的”的结论。然而笔者在教学中却发现了一些问题，例如（1）药品用量大，浓氨水实际使用时都是随手倒，多数时候多于5mL;（2）污染有点严重，在使用浓氨水过程中，由于药品用量大、装置不密闭，挥发出大量氨气，演示老师和前排同学实在受不了;（3）时间有点长，1.5min溶液表面才有微微的红色，5min只有前面3、4排的同学能看到现象，即使10min也不能保证班级最后一排同学能看到红色;（4）移动不方便，一个大烧杯罩着两个小烧杯，不方便将装置移动到教室后面，从而影响后排同学观察想象;（5）实验功能单一，该实验只能探究“分子是在不断运动的”，而不能探究分子运动与温度的关系。为此笔者对该实验产生了兴趣，取得了一些成果，希望与各位读者分享。

二、相关的研究

发现问题后，笔者立即通过百度学术和中国知网等数据库，进行相关文献的查询，发现很多教师对分子运动实验进行了新的设计和改进。通过分析比较，发现大致分为下列三类：

1.用新药品改进实验

杜玉芬等在大试管中加入1/2体积的酒精，再取一个大小合适的单孔橡胶塞，在橡胶塞上固定一个自制的酒精测试试纸;马逸群等选用水和变色硅胶、汽油和高锰酸钾溶液等药品设计出7种新的实验方案，以期提供更好的范例。

2.用生活用品改进买验

周广等将蘸有酚酞溶液的物品放人塑料瓶（如5L塑料油瓶等）中，密封，然后用注射器吸取0.1mL浓氨水注入到塑料瓶中，观察现象;潘国荣等在小药瓶的胶盖凹心处塞一团吸有酚酞的脱脂棉，再在小药瓶瓶底滴一滴濃氨水，盖好胶盖，观察现象，或在小药瓶中放置高低棉签进行实验。

3.用实验室常见仪器改进实验

姚亮发等提出，将湿润过酚酞的棉花分别放到具支试管和试管中，打开止水夹，用注射器注入浓氨水，观察现象，实验结束后，再注入稀硫酸消除污染;张亭等提出，将一支试管中加入2mL浓氨水，在另一支试管中加人滴有酚酞的蒸馏水2mL，用导管将两支试管连接，其中一端伸入酚酞溶液中，另一端则不需要。

纵观上述改进方案，无不给予笔者启迪，给人以灵感。这些研究者在对装置小型化、绿色化、直观化等方面做出了可喜的改进。但笔者还是发现了一些问题：（1）有些药品在初中化学实验室很难找到，例如变色硅胶、汽油、氯化钴试纸等等，同时现阶段化学药品采购还比较困难;（2）有些改进实验中人为地使用生活用品替代玻璃仪器，淡化了化学味;（3）有些改进方案中某些用品需要特殊制作，例如酒精检测试纸等;（4）有些方案中装置复杂，操作不便等等;（5）有些改进实验再现现象时间有点长，例如张亭老师的改进实验。为此笔者吸取这些文献中改进实验的优缺点，经过多次实践总结，最终形成如下实验改进方案。

三、实验再改进

1.实验改进1

（1）实验用品

表面皿、250mL烧杯、脱脂棉、浓氨水、酚酞溶液

（2）实验装置，如图1所示。

（3）实验步骤

①取干净的表面皿，放两小团脱脂棉;

②先在一个脱脂棉上滴两滴酚酞溶液，然后在另一个脱脂棉上滴两滴浓氨水;

③迅速盖上烧杯，观察现象。

2.实验改进2

（1）实验用品

漏斗、单孔塞、脱脂棉、浓氨水、酚酞溶液

（2）实验装置，如图2所示。

（3）实验步骤

①在脱脂棉上滴两滴酚酞溶液，将有酚酞部位的脱脂棉朝下放人漏斗中;

②快速将带有漏斗的橡胶塞塞在有浓氨水的试剂瓶上，塞紧;

③观察现象。

3.实验改进3

（1）实验用品

玻璃导管、棉签、浓氨水、酚酞溶液

（2）实验装置，如图3所示。

（3）实验步骤

①取一截玻璃导管放在桌面上;

②将一支棉签浸湿酚酞溶液，从玻璃导管一端伸人，将另一支棉签浸湿浓氨水，从导管另一端伸入;

③观察现象。

4.实验改进4

（1）实验用品

两支具支试管、脱脂棉、橡胶塞、弹簧夹、胶皮管、浓氨水、酚酞溶液

（2）实验装置，如图4所示。

（3）实验步骤

①将两支具支试管用胶皮管连接，并用弹簧夹夹紧;

②将两小团脱脂棉分别放人具支试管中，分别滴加两滴浓氨水、酚酞，塞紧橡胶塞;

③打开弹簧夹，观察现象。

5.实验改进5

（1）实验用品

试管、脱脂棉、橡胶塞、浓氨水、酚酞溶液

（2）实验装置，如图5所示。

（3）实验步骤

①在试管中滴两滴浓氨水，用橡胶塞夹紧;

②在脱脂棉上滴两滴酚酞，将脱脂棉（有酚酞溶液部位朝向试管底）塞进试管内，塞紧橡胶塞;

③观察现象

四、实验改进后的总结

1.相比于教科书上的实验，笔者的改进实验具有以下优点：药品用量少、仪器易得、环保、现象明显、时间短、操作方便、可移动、可探究分子运动与温度关系。

2.借助于实验室常用的仪器和药品，就能很好地探究分子运动，实在没有必要使用初中化学永远不会用到的药品，更没有必要组装复杂的装置或用生活用品来替代，“化繁为简”应该成为大家改进实验时的追求之一。

3.改进后的实验操作肯定还会闻到少量的刺激性气味，但它的刺激程度远远低于一般的爆竹污染，完全没有必要过于紧张，况且这本身也是师生亲近化学、体验化学的机会。

4.笔者将这些改进实验用于教学实践，其中改进实验1、2和3收到了老师和同学们的更多好评，他们认为操作更简单、更方便，现象也明显。笔者建议演示实验用改进实验2，学生分组实验采用改进实验3。

五、实验改进后的思考

“分子是不断运动的”是普遍规律，浓氨水分子能运动到酚酞那里而使酚酞变红，那酚酞分子能否也能运动到浓氨水那里而变红吗？引起了笔者的好奇心，为此笔者分别按照课本实验方案和笔者的改进实验进行实验，发现即使放置三天也没有看到浓氨水变红。那升高温度是否可以呢？笔者取1mL酚酞溶液于试管中，再在试管中部塞入浸有浓氨水的脱脂棉，试管口用气球套上密封，分别用热水加热和酒精灯加热，都没有发现浸有浓氨水的脱脂棉变红。那有其它方法吗？笔者通过中国知网查询文献，只发现了张花等在“探究分子运动实验的改进”中有所阐述，她们提出，在外套试管底部放人浸有酚酞酒精溶液的脱脂棉，在内套试管底部放人浸有浓氨水的脱脂棉，在外套试管口套上橡胶指套，加热浸有酚酞的脱脂棉部位，笔者严格按照他们的实验步骤和注意事项进行多次实验，可惜也没能再现想要看的结果。笔者研究了一个月，也没有成功，实属遗憾。如果有读者对此问题也感兴趣，希望在不久的将来能看到您的成果。