代道強

對“分子在不斷運動”實驗的改進

代道強

人教版義務(wù)教育課程標準實驗教科書化學(xué)九年級上冊第三單元《自然界的水》中，課題2“分子和原子”中“分子在不斷運動”的探究實驗，雖然實驗現(xiàn)象明顯，反應(yīng)速度較快，但實驗過程中揮發(fā)出來的氨氣沒做任何處理，揮發(fā)到空氣中易污染環(huán)境，加之用小燒杯裝氨水，所需藥品量大，不能充分體現(xiàn)綠色化學(xué)“實驗量少、回收重復(fù)利用、對環(huán)境污染小(無污染)”的原則。在實際教學(xué)中，筆者對該裝置進行了5個改進：一是用塑料瓶(或塑料管)代替大燒杯形成密閉環(huán)境；二是用廢棄藥瓶代替小燒杯裝濃氨水；三是用滴有酚酞溶液的濾紙代替加有無色酚酞試劑的小燒杯；四是實驗藥品多次重復(fù)利用；五是將氨氣分子和滴有無色酚酞試劑接觸瞬間變色改為依據(jù)氨氣分子運動路徑(總體向上運動)滴有酚酞溶液的濾紙自下而上逐漸變紅，取得明顯的實驗效果。

一、改進優(yōu)點

1.污染小

用塑料瓶代替大燒杯，實驗后用橡皮塞密閉后集中處理，整個實驗在密閉環(huán)境中進行，揮發(fā)的氨氣對教室、實驗室空氣污染小，確保學(xué)生和教師身體健康。

2.藥瓶用量少

改小燒杯盛裝氨水為帶瓶塞的小藥瓶盛氨水，改2個盛放滴有酚酞溶液的小燒杯為直接在濾紙條上滴加酚酞溶液，藥品用量少(若用裝棒冰的塑料管等直徑小的塑料管代替塑料瓶作為密閉容器，藥品用量更少)。

3.可重復(fù)利用

小藥瓶中的氨水和用過的濾紙都可重復(fù)利用。

4.速度快

將實驗裝置改為直立狀態(tài)，氨氣分子向上運動速度快，達到縮短實驗時間的目的，提高了課堂效率。

5.凸現(xiàn)分子擴散運動的痕跡

在整個實驗過程中，懸掛滴有酚酞溶液的濾紙自下而上逐漸變紅，很直觀地反映了實驗中氨氣分子的運動路徑(總體向上運動)，現(xiàn)象明顯，趣味性強，效果好。

二、實驗裝置

1.實驗裝置圖(如圖1～圖4所示)

圖1 探究分子在不斷運動裝置分解圖

圖2 探究分子在不斷運動裝置圖

圖3 探究分子在不斷運動實驗結(jié)束裝置圖

2.實驗原理

利用濃氨水的揮發(fā)性，打開盛裝濃氨水的小藥瓶瓶蓋(如圖2所示)，通過由塑料瓶制作的密閉通道，氨氣分子運動到滴有酚酞溶液的濾紙上時，氨氣分子溶于水形成氨水，使滴有無色酚酞溶液的濾紙變紅。隨著氨氣分子向上運動，氨分子遇到濾紙條上滴下的酚酞溶液，自下而上依次變紅。

3.實驗裝置制作

(1)材料：廢舊礦泉水(純凈水)瓶2個，寬透明膠1圈，橡皮塞2個，小鐵夾1個，小藥瓶1個(根據(jù)所選塑料瓶口徑的大小選擇注射用頭孢美唑鈉、參麥注射液等廢藥瓶)，濃氨水，無色酚酞溶液，濾紙條。

(2)制作：取2只規(guī)格一致的塑料瓶，保留上部的16 cm去掉底部(除掉的底部可以做圖4實驗中所需的盛水容器。用寬透明膠帶將去掉底部的2只塑料瓶粘在一起(如圖1所示)，取一只廢舊胸牌上的小夾子，用細鐵絲固定在一只橡皮塞上(如圖1所示)，將濾紙剪成寬0.8～1.0 cm的長條，濾紙條長度也可根據(jù)密閉容器的長度靈活掌握；將濃氨水裝入小藥瓶用瓶蓋蓋緊備用。

三、實驗步驟及現(xiàn)象

1.操作

(1)實驗前，按實驗裝置圖制作和準備實驗儀器(裝置如圖1所示)。

(2)在濾紙條上自下而上按一定間距滴加無色酚酞溶液(裝置如圖1所示)。為增加趣味性，也可以在濾紙條上用無色酚酞溶液按一定間距畫圓圈、小花等圖案。展示，濾紙條上不變紅。

(3)將滴有無色酚酞溶液的濾紙條用橡皮塞上連接的小夾子夾住，固定在塑料瓶瓶口的一端。

(4)拔掉塑料瓶另一端瓶口的橡皮塞，打開裝有濃氨水小藥瓶的瓶塞，將塑料瓶瓶口罩在小藥瓶的瓶口上，盡量壓緊(裝置如圖2所示)。觀察實驗現(xiàn)象。

(5)實驗結(jié)束后，蓋緊裝有濃氨水的小藥瓶的瓶塞，以備下次使用；用橡皮塞蓋緊塑料瓶瓶口，以便處理實驗廢氣(裝置如圖2所示)。

2.現(xiàn)象

滴有酚酞溶液的濾紙條自下而上逐漸變紅。

3.結(jié)論

氨氣分子運動到滴有酚酞溶液的濾紙上時，氨氣分子溶于水形成氨水，使滴有無色酚酞溶液的濾紙變紅。說明分子在不斷地運動。

在整個實驗過程中，滴有酚酞溶液的濾紙自下而上逐漸變紅，很直觀地反映了氨氣分子的運動路徑(總體向上運動)，所需時間短，實驗現(xiàn)象明顯，趣味性強，效果好。若同時用2套裝置做一組對比實驗(裝置如圖4所示)，一組放在冷水中，一組放在熱水中，放在熱水中的濾紙自下而上變紅的速度更快，可以直觀地驗證“溫度越高，分子運動速度越快”的特點。

2011-10-20

代道強，本科，中教高級。

湖北省廣水市實驗中學(xué)。