王發(fā)應+季勇福+周鳳頂+李太銳

摘要：利用廣口瓶、注射器、輸液器等常見物品進行簡單的加工和組裝，可以制作成一個能制取氫氣、氧氣、二氧化氮等氣體及完成10多個初、高中化學實驗的裝置，具有制作和使用簡單、成本低廉等特點，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

關鍵詞：多功能；化學實驗裝置；銅和硝酸反應；制取乙炔

文章編號：1005–6629（2016）11–0073–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

在中學化學教學中，制取氫氣、氧氣、乙炔等氣體發(fā)生裝置，以及銅和硝酸反應等實驗裝置，不僅結構復雜，體積龐大，所用儀器多，搬動和使用都非常麻煩，而且課前準備和課后處理都要花費大量的時間，增加了教師的工作負擔。為此，通過查閱了大量的文獻資料[1～4]，在不斷試驗和反復改進之后，最終根據啟普發(fā)生器原理，利用廣口瓶、注射器、輸液器等常見物品進行簡單的加工和組裝，制作成了一件能制取氫氣、氧氣、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮等氣體以及能完成10多個初、高中化學實驗的裝置。經實踐檢驗，效果非常好?，F介紹如下，供同行參考指正。

1 實驗裝置圖

新設計的實驗裝置如圖1所示。

2 用途

本裝置可以完成的實驗見表1。

3 制作方法

3.1 制作過程

在一個6號橡皮塞的中央鉆一個與注射器筒外徑大小相當的孔（如圖2a所示），然后將注射器筒插入該孔中，制成反應室（如圖2b所示）。在注射器活塞上鉆一個與輸液管外徑大小相當的孔，切取長約15～20cm帶開關的輸液管插入孔中，管頭露出活塞即可，用膠水粘牢密封（如圖2c所示）。將帶導管的活塞放回注射器筒中，再將橡皮塞塞入廣口瓶口即成（如圖1所示）。

3.2 氣密性檢查

方法一：打開開關，拉動活塞，抽入一定量空氣，將導管口浸入燒杯的水中，推動活塞，如果裝置的氣密性好，水中會產生大量氣泡，拉動活塞，水會進入裝置內，停止拉動活塞，水會在導管中形成一段穩(wěn)定的水柱；如果裝置的氣密性差，則推動活塞時，導管口產生的氣泡少，拉動活塞時，形成的水柱就不穩(wěn)定，甚至不會進入導管。此時須檢查各連接處，進行補粘等相應的處理，直至氣密性好為止。

方法二：打開開關，拉動活塞，抽入一定量空氣，然后關閉開關，將整套裝置浸入水中。如果裝置不漏氣，則推動活塞時，水中不會有氣泡產生；如果裝置漏氣，漏氣處就會冒出氣泡。取出裝置，用吹風機將漏氣處吹干，用膠水補粘后，重復上述操作，直至不漏氣為止，即可用來進行實驗。

4 使用方法

4.1 制取氫氣、氧氣、二氧化碳、硫化氫、二氧化氮、一氧化氮等氣體

4.1.1 添加藥品

將上述氣體發(fā)生器取下橡皮塞，抽出活塞，在注射器筒內加入足量塊狀固體藥品（鋅?；驂K狀二氧化錳、石灰石、細銅絲團等），然后將活塞裝回注射器筒并推到底，關閉開關；在瓶內裝入適量液體藥品（稀硫酸或雙氧水、稀鹽酸、濃硝酸、稀硝酸等），將注射器筒放回瓶內，塞緊橡皮塞（液體藥品的量不能過多，否則注射器筒的體積所排開的液體藥品會溢出造成浪費，甚至污染或腐蝕桌面和其他物品，而且要讓放入注射器筒后瓶內仍要留有一定空間，以便容納反應產生的氣體排出的液體藥品，下同）。

4.1.2 操作方法

拉動活塞，往注射器筒內抽入一定量的液體藥品（如圖3a所示），兩種藥品在注射器筒內立即發(fā)生反應，產生大量氣泡，產生的氣體形成的壓力將液體藥品壓回瓶內（瓶內空氣被壓縮，形成一定的壓力）。當兩種藥品分離時，反應立即停止（如圖3b所示）；當打開排氣管開關排出氣體后，液體藥品在自身壓力的作用下進入注射器筒內，與固體藥品接觸時，反應又立即發(fā)生（如圖3c所示）。如此反復進行打開和關閉開關的操作，即可控制反應的發(fā)生和停止，使用起來非常簡單和方便。

4.2 制取乙炔氣體

4.2.1 添加藥品

取下橡皮塞，抽出活塞，在注射器筒底部先放入一層玻璃絲（或石棉絨），再加入足量塊狀固體電石，然后將活塞裝回并推到底，關閉開關；在瓶內裝入適量50%～70%水的酒精溶液[5]，將注射器筒放入瓶內，塞緊橡皮塞。

4.2.2 操作方法

拉動活塞，往注射器筒內抽入一定量水的酒精溶液（如圖3a所示），兩種藥品在注射器筒內立即發(fā)生反應，產生大量氣泡，產生的氣體形成的壓力將液體藥品壓回瓶內，當兩種藥品分離時，反應慢慢停止（如圖3b所示，殘留的液體藥品會和電石繼續(xù)反應）；當打開開關排出氣體后，液體藥品在自身壓力的作用下又進入注射器筒內，與固體藥品接觸時，反應又立即發(fā)生（如圖3c所示）。如此反復進行打開和關閉開關的操作，即可控制反應的隨時發(fā)生和停止。

4.3 鈉和乙醇反應

如圖3所示，按4.1.1的操作，在瓶內裝入適量無水乙醇，在注射器筒內裝入適量金屬鈉后重新組裝好裝置。再按4.1.2的操作方法，即可進行鈉和乙醇反應的實驗，同樣可以通過打開和關閉開關的操作，控制反應的發(fā)生和停止。

4.4 氨與氯化氫反應及分子運動實驗

如圖4所示，在注射器筒內裝入一團浸有濃鹽酸（或酚酞試液）的棉花團，在瓶內滴入幾滴濃氨水，組裝好裝置后，很快就會看到瓶內和注射器筒內產生大量白煙，最終充滿整個裝置（或浸有酚酞試液的棉花團變紅）。

4.5濃硫酸或氫氧化鈉固體的吸水性

在注射器筒內放幾粒比注射器出口稍大的藍色硫酸銅晶體（避免掉入瓶內），在瓶內加入適量濃硫酸或氫氧化鈉固體，靜置觀察，一段時間后，藍色硫酸銅晶體表面就會形成一層白色粉末（如圖4所示）。

5 裝置特點

（1）材料易得，制作簡單，易于推廣。

（2）多功能。能夠完成10多個初、高中化學實驗。

（3）綠色環(huán)保。整個裝置為一密閉系統(tǒng)，能夠減少甚至避免環(huán)境污染。

（4）性能穩(wěn)定，經久耐用。所用材料均為耐酸堿腐蝕、抗氧化材質，使用安全。

（5）啟發(fā)性、教育性強。整套裝置所用材料均為學生熟悉的生活廢棄物或家居和實驗室常備物品，經過簡單的加工和組裝而成，學生倍感親切。讓學生認識到，只要勤動手動腦，多觀察思考，生活處處有課題，人人能創(chuàng)新。最大限度地激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

（6）由于在反應前已將注射器筒內的空氣排盡，在筒內收集到的只有反應產生的氣體，不含其他雜質，所制氣體純度高。

（7）裝置的大小可以根據需要選擇不同大小的透明塑料瓶和注射器進行設計。

參考文獻：

[1]謝丹敏，夏小琴.基于綠色化化學實驗裝置的設計與應用[J].化學教學，2009，（4）：15～16.

[2]王玉芬.在注射器中進行銅和硝酸反應實驗[J].化學教學，2013，（7）：41～42.

[3]譚文生.銅與濃、稀硝酸反應實驗的綠色化設計[J].化學教學，2012，（11）：45～46

[4]王發(fā)應，李太銳，熊倫，黃啟榮.來自石膏像制作方法的啟示[J].化學教學，2015，（9）：61～62.

[5]余韌.實驗室制取乙炔實驗改進[J].中小學實驗與裝備，2006，（4）：31.