馮雪琦 馬宏佳

（南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 江蘇 南京 210097）

一、問題提出

過濾是基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作。 許多初中教師將過濾的操作要領(lǐng)概括為“三靠”，即“燒杯口靠引流玻棒、玻棒靠三層濾紙?zhí)帯?漏斗下端管口靠燒杯內(nèi)壁”（見圖1）。 前兩“靠”的理由是明確的： 防止液體潑灑和防止玻棒戳破濾紙。 當(dāng)問及第三“靠”的理由時(shí)，大多數(shù)初中教師的回答是 “防止液體飛濺”，而實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)比較豐富的大學(xué)教師則認(rèn)為主要是“通過引流作用加快過濾速度”。

本研究通過比較漏斗下端管口“緊靠”器壁和“不靠”器壁時(shí)的過濾速度，來(lái)探究“為什么過濾時(shí)漏斗下端管口要緊靠燒杯內(nèi)壁？ ”

二、實(shí)驗(yàn)原理

將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的燒杯換成量筒，并通過記錄每分鐘過濾得到濾液的體積，比較“漏斗下端管口緊靠承接濾液的器壁” 時(shí)和 “漏斗下端管口不靠承接濾液的器壁”時(shí)，兩種方法的過濾速度。

三、實(shí)驗(yàn)過程

托盤天平稱取2．0g Ca（OH）2固體， 并溶于200mL蒸餾水中，攪拌均勻。

將傳統(tǒng)過濾實(shí)驗(yàn)中的燒杯換成25mL 量筒，如右圖所示構(gòu)建實(shí)驗(yàn)裝置。

1．測(cè)定“漏斗下端管口緊靠器壁”時(shí)的過濾速度

（1）將漏斗下端管口緊靠承接濾液的量筒內(nèi)壁；

（2）量取20mL 攪拌均勻的Ca（OH）2懸濁液，用玻璃棒引流至漏斗中；

（3）每隔1 分鐘記錄量筒內(nèi)Ca（OH）2溶液的體積，直至過濾終點(diǎn)；

（4） 另取一只干燥潔凈的25mL 量筒承接濾液，將20mL 攪拌均勻的Ca（OH）2懸濁液引流至漏斗中，同（3）；

（5）進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)。

2．測(cè)定“漏斗下端管口不靠器壁”時(shí)的過濾速度

將漏斗下端管口置于量筒中間， 同步驟3．2．3 進(jìn)行操作，并記錄數(shù)據(jù)。

3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

注：“靠”表示“漏斗下端緊靠器壁”；“不靠”表示漏斗下端不靠器壁

四、結(jié)論

過濾20mL 氫氧化鈣懸濁液，采用“不靠”的方法大約需要5 分鐘，而采用“靠”的方法則僅需4 分鐘。 當(dāng)漏斗下端不靠器壁時(shí)，漏斗下端管口的液滴需要克服表面張力做功，而“靠”則起到了引流的作用，其速度顯著快于“不靠”的過濾方法。 因此，過濾時(shí)“漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁”不僅有防止液體飛濺的作用，更主要的是加快了濁液的過濾速度。

實(shí)際上，對(duì)上述問題人教版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 化學(xué)》是這樣陳述的：“使漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁，以使濾液沿?zé)诹飨隆薄?“以使濾液沿?zé)诹飨隆奔确里w濺，更提高過濾速度，教材編寫是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，作為教師?yīng)該有全面的理解。

［1］ 北京師范大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室． 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn) （第三版）［M］．北京：高等教育出版社，2001

［2］ 課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心．義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)（九年級(jí)下冊(cè)）［M］．北京：人民教育出版社，2001