【摘要】本文根據(jù)教學(xué)實(shí)踐,針對高中化學(xué)教材中乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法、氨的噴泉實(shí)驗(yàn)、SO2性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)等三個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在的問題和缺陷提出改進(jìn)和創(chuàng)新。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
1 乙烯制取實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
1.1 問題的提出:
《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》(選修)中關(guān)于\"乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法\"存在的不足之處:用乙醇與濃硫酸共熱至170℃左右的溫度較難控制;升溫至170℃加熱時(shí)間長較費(fèi)時(shí);制取過程中副反應(yīng)較多,得到的乙烯純度不高。
1.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn):
實(shí)驗(yàn)儀器:分液漏斗、蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、
鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、導(dǎo)管
水槽、小試管(或集氣瓶)。
實(shí)驗(yàn)試劑:無水乙醇、五氧化二磷(用于代替
濃硫酸)、水。
1.3 實(shí)驗(yàn)步驟:
①在圓底燒瓶內(nèi)放入3-5g五氧化二磷。
②分液漏斗中盛約15mL無水乙醇。
開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)往燒瓶中滴入無水乙醇6-8mL。
③用酒精燈加熱至80-90℃之間,即有大量乙烯生成,經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)乙烯純度很高。
④如果溫度超過90℃時(shí),反應(yīng)會十分劇烈,此時(shí)可移去酒精燈,并通過分液漏斗滴加乙醇,使溫度迅速降至80-90℃。
1.4 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn):
①反應(yīng)溫度較低(80℃左右)不會出現(xiàn)炭化現(xiàn)象。
②副反應(yīng)少,乙烯純度高。
③乙烯氣體量大,水槽的水不會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。
④做乙烯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)現(xiàn)象明顯,點(diǎn)火時(shí),火焰長且明亮,無熄滅現(xiàn)象。
2 氨的噴泉實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
2.1 問題的提出:
按教材要求實(shí)驗(yàn)前要將燒瓶干燥后收集滿氨氣,實(shí)驗(yàn)時(shí)把裝有膠頭滴管吸入水后,裝入盛有氨氣的燒瓶中塞緊膠塞擠壓膠頭產(chǎn)生噴泉,實(shí)驗(yàn)對燒瓶的干燥程度要求高,操作麻煩,且不能進(jìn)行連續(xù)性實(shí)驗(yàn)。
2.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn):
實(shí)驗(yàn)儀器:恒壓式固-液氣體發(fā)生裝置、鐵架臺(帶鐵圈)、燒杯、玻璃導(dǎo)管、橡皮塞、圓底燒瓶、止水夾、1.0升的塑料瓶。
實(shí)驗(yàn)試劑:固體CaO、濃氨水、水、酚酞試液、紅色石蕊試紙、
2.3 實(shí)驗(yàn)步驟:
①開啟止水夾Ⅰ和Ⅲ,關(guān)閉止水夾Ⅱ,
打開分液漏斗活塞,將濃氨水慢慢滴入CaO固體中,產(chǎn)生的氨氣從導(dǎo)管進(jìn)入到燒瓶。
②用濕潤的紅色石蕊試紙?jiān)冖髮?dǎo)管口檢驗(yàn)氨氣是否集滿,待氨氣集滿后,關(guān)閉分液
漏斗活塞和止水夾Ⅰ、Ⅲ。
③開啟止水夾Ⅱ,用手輕輕擠壓塑料瓶,
即可觀察到噴泉。
④如要繼續(xù)實(shí)驗(yàn),開啟止水夾Ⅰ、Ⅲ,
將燒瓶中的紅色溶液從導(dǎo)管Ⅲ流入
燒杯,完成后按前實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作。
2.4 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn):
①制取氨氣采用固-液不加熱裝置,操作
簡單方便,不需加熱,可方便的添加及
更換反應(yīng)物固體CaO與濃氨水,產(chǎn)生氨氣速度快且較干燥。
②可隨時(shí)在課堂上制取收集氨氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),時(shí)間短、效果好。
③可連續(xù)使用,只要將燒瓶中的水從導(dǎo)管中放出,燒瓶不需干燥便可再收集氨氣。
④該裝置還可用于:Cl2、CO2、SO2、NO2、H2S等氣體的制取并收集,以及進(jìn)行這些氣體的噴泉實(shí)驗(yàn)。
3 SO2性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
3.1 問題的提出:
教材中運(yùn)用了3個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)SO2的化學(xué)性質(zhì):①SO2溶解實(shí)驗(yàn)及該水溶液pH的測定;②SO2的水溶液(H2SO3)與品紅作用,再加熱;③SO2的水溶液(H2SO3)中加BaCl2溶液以及再加雙氧水。每個(gè)實(shí)驗(yàn)把SO2的各個(gè)性質(zhì)一一對應(yīng),實(shí)驗(yàn)不緊湊缺乏整體性,同時(shí),還需用復(fù)雜的裝置制備SO2氣體,消耗試劑量大,并容易產(chǎn)生對空氣的污染。
3.2 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn):
實(shí)驗(yàn)儀器:50 mL注射器、燒杯、
寬0.5cm,長1.5cm濾紙一條
實(shí)驗(yàn)試劑:Na2SO3晶體、濃硫酸、
酸性KMnO4溶液、品紅試紙、
藍(lán)色石蕊試紙 。
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟:
①在注射器中放入少量的Na2SO3晶體。
②將準(zhǔn)備好的濾紙貼在注射器內(nèi)壁中部。
③吸入適量濃硫酸(不接觸紙條)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3.4 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn):
①該裝置簡單易制,將SO2的實(shí)驗(yàn)室制法、SO2的性質(zhì)檢驗(yàn)集中在1支注射器內(nèi),操作方便簡潔。
②SO2三個(gè)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)緊湊,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,有利于學(xué)生進(jìn)行觀察和比較。
③所需藥品用量極少,無污染、綠色,環(huán)保。
④該裝置還可用與Cl2的制備及性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)、銅與濃、稀硝酸反應(yīng)制取NO、NO2氣體等。