一、实验背景及问题提出
氨气的制备及性质检验实验是人教版《化学(必修2)》第五单元第二节《氮及其化合物》的必做实验[1],采用现行新课程标准教材所述的方法进行实验存在三方面的问题:一是需要事先收集好若干瓶氨气待用,准备时间较长,为开展实验增添了阻力。二是喷泉实验效果有时不理想。由于氨气易扩散,在制取和收集时,操作稍有不当就会有氨气泄漏,造成环境污染,且使用时容易使得喷泉效果不理想甚至实验失败;经典实验方法对氨气和收集氨气的装置的干燥程度要求高,稍有水分就易导致实验失败。三是氨气的制备实验和性质检验实验大多需要分开进行。基于以上问题,笔者设计了一体化实验装置[2-4]。
二、实验用品
三、实验操作
四、实验创新点及意义
实验改进后有以下几种优点。
(1)实验的独特设计是将圆底烧瓶的胶塞掏成半空以盛放一定量的氢氧化钠,用于制备氨气。
(2)实验装置实现了将氨气的制备收集检验及性质一体化,氨气制备采用浓氨水与NaOH固体制备,利用氢氧化钠溶解放热,促使一水合氨分解正向移动,源源不断地产生氨气,不需要加热就可以生成氨气,简单易操作。氨气收集满后,通过注射器针头向圆底烧瓶内注入少量氯化氢气体,立即产生白烟。实验设计具有一定的综合性,可以有效培养学生的科学探究和创新意识。
(3)此设计的所有实验都在同一密闭装置中进行,可以减少氨气在制备、检验、装置转换过程中的泄漏,现象明显,绿色安全。实验所需仪器少,操作简单,所需实验药品少,原料节省。
(4)实验的气密性检验也是一大亮点,不受环境和仪器的限制,原有气密性检查方式采用手捂或热毛巾捂,此实验用的圆底烧瓶体积大,不宜使用上述方法。
(5)实验设计现象明显,课堂耗时较短,又尽可能地避免氨气排入空气,环保无污染,非常适合学生分组实验。此外,也让学生学习了另一种快速便捷的制备氨气的方法,无须事先准备氨气,内容新颖,能够激发学生的学习兴趣。
参考文献
[1] 普通高中教科书化学(必修2)[M].北京:人民教育出版社,2019.
[2] 王晓瑜,冉鸣.氨气喷泉实验的一体化设计[J].化学教育(中英文),2018,39(19):52-53.
[3] 徐兰芳.氨气喷泉实验的改进[J].中学化学教学参考,2018(18):53.
[4] 顾春燕.“喷泉”实验教学功能的挖掘[J].化学教与学,2017(1):11-14.
康泽伟 崔晓曼 天津市静海区静海县第四中学 |