文章編號(hào):1005-6629(2010)03-0009-02 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C

1 提出實(shí)驗(yàn)不足之處

在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)1》必修(人民教育出版社)第四章第四節(jié)《氨氣 硝酸 硫酸》的教學(xué)中，關(guān)于氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取，教科書上仍然用的是氯化銨與熟石灰在大試管中加熱來(lái)制取:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑，該反應(yīng)裝置如下圖:

實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜓杆僦频肗H3，但該實(shí)驗(yàn)最大的缺陷是常會(huì)導(dǎo)致大試管的破裂，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。

2分析原因

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)在加熱過(guò)程中大試管不會(huì)破裂，大試管往往是在冷卻過(guò)程中破裂。究其原因，可能是產(chǎn)物CaCl2的緣故，CaCl2常用作解凍劑、融雪劑，因?yàn)镃aCl2極易吸水潮解，同時(shí)放出大量熱。因而，大試管在冷卻過(guò)程中，試管內(nèi)壁沾有CaCl2的地方吸水放熱，能保持較高的溫度，降溫緩慢，而其它沒有沾CaCl2的地方降溫迅速，這樣，試管局部就形成了較大的溫差，而玻璃的膨脹系數(shù)大，脆性強(qiáng)，于是出現(xiàn)了崩裂式的裂紋，造成試管破裂。

2008年11月在廣西南寧舉行的全國(guó)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽中，湖北長(zhǎng)陽(yáng)一中的三位老師將這個(gè)實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn)，把反應(yīng)物NH4Cl改為(NH4)2SO4，產(chǎn)物也就變成了CaSO4，有效的防止了試管破裂，取得了良好的效果。但是，他們忽略了該實(shí)驗(yàn)中的另外一個(gè)問題: 在反應(yīng)加熱過(guò)程中 Ca(OH)2對(duì)試管的腐蝕。我用(NH4)2SO4與 Ca(OH)2共熱做了多次實(shí)驗(yàn)， 結(jié)果試管內(nèi)壁都留下了因?yàn)镃a(OH)2 腐蝕試管而形成的白斑，沒有辦法清洗掉。

3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)思路

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)以及分析， 可以得知: 產(chǎn)物CaCl2沾在試管內(nèi)壁導(dǎo)致了試管破裂， 并且 Ca(OH)2 也會(huì)腐蝕試管，那么，我們能不能找到一種方法，使CaCl2及Ca(OH)2不與試管接觸?

4 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法

仿效紙槽能夠代替藥匙將固體粉末送入試管中，我們可以找到合適的材料做成“槽狀”，將反應(yīng)物NH4Cl和Ca(OH)2放入該“槽中”，小心的將“槽”送入試管底部，從而隔絕藥品與試管的接觸，然后加熱反應(yīng)。

方法1:把石棉絨均勻的做成薄片(長(zhǎng)度約試管的1/3)，用玻璃棒將石棉薄片墊入試管底部，再用長(zhǎng)柄藥匙把反應(yīng)藥品小心的放在石棉上，火焰集中于石棉處加熱反應(yīng)。

方法2:分別取鋁箔(2~3層)、鋁片、銅片包裹在小試管外面定型，做成圓槽(長(zhǎng)度均約試管的1/3，最好將兩邊也擋住，能防止藥品灑落)，然后把反應(yīng)藥品放入圓槽中，再將圓槽用玻璃棒送入試管底部(盡量不讓藥品灑落試管中)，火焰集中于圓槽處加熱反應(yīng)，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖2所示:

5實(shí)驗(yàn)改進(jìn)效果

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以上兩種改進(jìn)方法中試管都沒有破裂，達(dá)到了設(shè)想的效果。但方法1不是很圓滿:一是石棉纖維是一種致癌物質(zhì)，盡量不使用;二是石棉絨難以均勻的做成薄片，反應(yīng)后試管內(nèi)壁留下了少量細(xì)小的白斑;三是把薄片送入試管底部過(guò)程不好操作;四是反應(yīng)速度較慢。方法2效果理想，反應(yīng)后試管中沒有留下任何痕跡，并且鋁箔(2~3層)槽、鋁片槽、銅片槽用濾紙擦拭后還能重復(fù)使用。三種材料中，銅片外面會(huì)形成一層銅綠，而鋁片是最易操作的。

該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn): 徹底克服了試管的破裂和Ca(OH)2對(duì)試管的腐蝕;操作簡(jiǎn)單易行，效果明顯;材料易得、便宜，并可以重復(fù)使用;降低了成本，節(jié)約了資源。