潘祥泰

針對教學(xué)中需要制取大量的氨氣時裝置出現(xiàn)的不足，本著操作簡單又容易推廣的原則，利用易得的器材自制了一套快捷制取和收集氨氣的實驗裝置，可為化學(xué)實驗教師準(zhǔn)備實驗節(jié)省時間。

1 設(shè)計緣由

1.1 氨的噴泉實驗

該實驗是高中化學(xué)的經(jīng)典實驗，3個版本的教材中都有的實驗。教材是這么描述的：“在干燥的燒瓶里充滿氨氣，用帶有玻璃管和滴管（滴管里預(yù)先吸入水）的塞子塞緊瓶口。倒置燒瓶，使玻璃管插入盛有水的燒杯（預(yù)先在水里滴入少量酚酞溶液）。輕輕擠壓滴管，使少量水進入燒瓶。觀察并描述現(xiàn)象。分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因及可能得出的結(jié)論”。做這個實驗需強調(diào)兩點要求：一是圓底燒瓶必須干燥，二是燒瓶必須充滿氨氣且不漏氣。

1.2 氨氣的實驗室制法

教材中將此實驗內(nèi)容放在氨氣性質(zhì)之后單獨列出。表述如下：在實驗室里常用氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)制取少量氨；用向下排空氣法來收集并用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣是否收集滿。

在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)有以下問題。

（1）如果用教材中方法來制取和收集氨氣，收滿1瓶250 ml燒瓶的氨氣至少需要5 min的時間。

（2）常常會因為保存不善使氨氣逸散而導(dǎo)致實驗失敗，因此教師在每個班上這節(jié)課時都會做1～2次“氨的噴泉實驗”，這就要求實驗教師在課前制備幾瓶氨氣備用。

（3）需要的氨氣量越大，意味著消耗的藥品越多，耗時越長，大試管破裂的也越多，造成的空氣污染就越大，對實驗教師身體健康的危害也越大。

為此，如何快速制取和收集大量的氨氣，以供任課教師上課使用，是擺在化學(xué)實驗教師面前的一項難題。

筆者經(jīng)過多年的實驗，不斷的改進，設(shè)計和制作成了一套連續(xù)制取氨氣的環(huán)保型實驗裝置，特別適用于化學(xué)實驗教師臨時準(zhǔn)備大量的氨氣時使用。

2 連續(xù)制取氨氣的環(huán)保型實驗裝置

2.1 實驗儀器與試劑

20 ml注射器、錐形的玻璃瓶（生活廢棄品）、30粒玻璃珠（目的防止液體被沖到導(dǎo)管口）、圓底燒瓶、玻璃導(dǎo)管、雙孔橡膠塞、乳膠管、止水夾、三通管、小漏斗、150 ml燒杯、50 ml小燒杯、濃氨水、氫氧化鈉、酚酞試液、蒸餾水。

2.2 儀器裝置圖

儀器裝置圖如圖1所示。

2.3 實驗步驟

（1）如圖1所示連接好實驗裝置，檢驗裝置的氣密性。

（2）錐形瓶內(nèi)放入5～10 g固體氫氧化鈉與30粒玻璃珠，在注射器內(nèi)裝入10～20 ml濃氨水，大燒杯內(nèi)裝入20 ml水，滴入酚酞試液，放入漏斗，小燒杯內(nèi)加入約10 mI左右的水，并滴加酚酞試液。

（3）打開止水夾a，關(guān)閉止水夾b，用注射器往錐形瓶中注入2 ml濃氨水；當(dāng)看到小燒杯內(nèi)酚酞試液變紅，說明氨氣已收集滿，當(dāng)錐形瓶內(nèi)反應(yīng)基本結(jié)束時，關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，多余氨氣被燒杯中的水吸收。

（4）取下圓底燒瓶用橡膠塞塞緊備用，更換一個圓底燒瓶，再更換小燒杯里的酚酞試液，重復(fù)步驟3繼續(xù)收集氨氣。一般可以收集滿5～8瓶氨氣。

（5）收集完畢，氫氧化鈉的液體可以回收，再利用。

3 實驗裝置的特點

3.1 省時省器材

原氨氣制備的準(zhǔn)備工作較繁雜，實驗耗時較長；改進后的實驗裝置，操作便利，極大地縮短了實驗時間，大大縮短了實驗教師準(zhǔn)備實驗的時間。

3.2 可控性強

氫氧化鈉與玻璃珠的混合，防止了氨氣分解速度過快時液體被沖到導(dǎo)管口，用注射器來控制濃氨水的加入量，使得反應(yīng)速率適中。氣體收集也可以定量化，任意收集幾瓶都可以。

3.3 環(huán)保無污染

盡可能的避免了氨氣排放到空氣中，環(huán)保無污染，符合綠色化學(xué)的理念。

3.4 現(xiàn)象明顯

本實驗裝置可以保證燒瓶充滿氨氣，教師做噴泉實驗的現(xiàn)象非常明顯，噴泉后進入燒瓶內(nèi)溶液的體積可達(dá)燒瓶體積90%以上，實驗成功率高。

3.5 用途廣泛

本實驗裝置不僅可以制取和收集大量的氨氣，還可以用氧氣、氯氣、氯化氫、乙炔等不需要使用加熱法制取和收集的氣體。