注射器用于中学化学实验中的几个案例

王燠

摘要：将注射器应用于中学化学一些重要实验中，将一些现象不明显、反应剧烈具有一定危险性、对实验环境要求较高等实验进行改进。

关键词：中学化学;实验改进;注射器

注射器是一种常见的医疗用具，主要用针头抽取或注入气体或液体。同时也被应用于一些实验中，其在化学实验中的新应用不断被化学教育工作者挖掘出来。笔者在教学中，将注射器成功应用于下面的一些实验中，取得了显著的教学效果。

1.反应剧烈有一定危险性的实验，利用注射器将实验微型化，以钠与水反应为例

1.1实验用品

实验药品：钠、蒸馏水

实验仪器：大注射器、烧杯、酒精灯

1.2实验原理

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

1.3实验装置（略作改进，本装置也适用于钠与乙醇反应）

1.4实验操作

（1）把一小块绿豆大的钠放入注射器的针筒中，将活塞推到距底部，排出针筒中的空气;

（2）在盛有蒸馏水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，用量筒吸取适量蒸馏水，迅速将针筒插入橡胶塞中（创造密闭环境），观察现象;

（3）反应一段时间，将针筒中的溶液注入小烧杯中，留下气体，再将针头靠近火源，听到轻微的爆鸣声。

1.5实验现象及结论

步骤2中，观察到钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球，向各个地方迅速游动，逐渐变小最后消失，发出嘶嘶的响声，溶液颜色变红，注射器活塞被推动向上移动。步骤3中，针头靠近火源，会听到轻微的爆鸣声。

以上现象说明钠的密度比水小，钠与水反应剧烈，生成氢气，反应后溶液显碱性。

1.6实验优点

根据教材人教版必修一中实验步骤：在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块绿豆大的钠放入水中，观察现象。教材中实验，可以观察到钠与水反应的几个现象，但是不能对生成的气体进行检验。改进装置后，将实验微型化，取用液体更加方便，且能直接收集气体，并进行检验。既节约药品，又方便、高效。

有气体生成或温度、压强变化的实验，以温度对化学反应速率影响的探究为例。

2.1实验用品

实验药品：5%H₂O₂、FeCl₃溶液

实验仪器：注射器、试管、试管架、带小孔的橡胶塞

2.2实验原理

2H₂O₂=2H₂O+O₂↑

反应中有气体产生，针筒内压强会增大，活塞向上移动。

相同条件下，温度升高，化学反应速率加快，本实验中表现为产生氧气的速率加快，活塞上移速率更快。

2.3实验装置

2.4实验操作

（1）将两支同样大小的试管编号为1、2，分别向其中滴入2滴氯化铁溶液;

（2）取下注射器的针头（针头太细，不利于气体流动，取下效果更好），用注射器吸取3mL5% H₂O₂于针筒中;

（3）如图所示，连接装置，将1号试管放入盛有5℃左右冷水的烧杯中，2号试管放在盛有40℃左右热水的烧杯中;

（4）同时推动注射器（注意排尽针筒中的空气），将H₂O₂注入到试管中，观察现象。

2.5实验现象及结论

2号试管推动注射器上升更快，证明在相同条件下，温度越高，化学反应速率越快。

2.6实验优点

本实验探究温度对化学反应速率的影响，需要控制其他条件不变。使用注射器，可直接量取相同体積的液体，并可同时注入在不同加入等量催化剂氯化铁溶液的试管中，更重要是，根据教材人教版必修一中实验的用量，直接观察产生气泡的速率现象不明显，本实验将产生气体的速率量化，观察相同时间活塞上升的高度，实验现象更加明显，更加直观。

在实际授课的过程中，学生对本实验兴趣十足，对实验现象非常地期待！激发学生的兴趣，使整个课堂氛围很好非常地好。

3.对实验条件要求较高，需要隔绝空气进行的实验，以制备氢氧化亚铁沉淀为例

3.1实验用品

实验药品：FeSO₄溶液、NaOH溶液

实验仪器：注射器、烧杯

3.2实验原理

FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄

生成的Fe（OH）₂沉淀容易被空气里的O₂氧化成Fe（OH）₃，方程式如下：

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O = 4Fe（OH）₃

3.3实验装置

3.4实验操作

（1）在注射器中加入适量新制FeSO₄溶液;

（2）用注射器缓慢吸取烧杯中的NaOH溶液，迅速将针头插入橡胶塞中（创造密闭环境，隔绝空气），倒立，观察现象。

3.5实验现象及结论

产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色。

产生了氢氧化亚铁沉淀，其十分容易被氧化

3.6实验优点

在人教版教材中，白色沉淀出现十分短的时间，实际课堂中，学生还未来得及看到白色沉淀，沉淀就已被氧化，有的学生会产生误解，认为氢氧化亚铁为灰绿色。因此，本实验成功的关键，在于隔绝空气。本实验中，反应仪器换成了注射器，量取液体十分方便，且针头较细，空气不易进入，可以较长时间地看到氢氧化亚铁的“真面目”—白色沉淀。

总之，注射器具有体积小、密封性强、可伸缩性、安全可靠、操作简便、污染少、实验现象明显等优点。^[1]通过以上实验，我们不难看出，在实际的教学环节中，利用注射器将一些实验作出轻微的改动，可以将实验微型化，现象明显且将危险度降低，也符合当代社会的要求—绿色化学，利用注射器透明度高，有刻度能测量，可调节容积，在化学实验中可以用来量取、转移、作反应容器，安全可靠、价格低廉，使实验药品用量少、液体药品可测量，反应均在密闭体系中进行，方便检验气体等。

参考文献：

[1] 张正飞.例析注射器在中学化学实验改进中的妙用[B].实验教学研究， 2013.09.035