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        氯化銨受熱分解實(shí)驗(yàn)再改進(jìn)

        2017-03-07 05:47:20張寶軍
        新課程·教師 2017年12期
        關(guān)鍵詞:氯化銨試紙直角

        一、課本實(shí)驗(yàn)的缺陷

        蘇教版高中化學(xué)教材必修一第99頁(yè)“活動(dòng)與探究”通過(guò)加熱氯化銨晶體,讓學(xué)生感知“銨鹽受熱易分解”這一性質(zhì)。課本原有的設(shè)計(jì)如圖1,加熱試管中氯化銨晶體,很快就能觀察到:試管底部的固體越來(lái)越少,產(chǎn)生大量的白煙,一段時(shí)間后試管口附近出現(xiàn)大量白色固體,經(jīng)檢驗(yàn)仍為氯化銨。對(duì)于這一現(xiàn)象,所涉及反應(yīng)原理為NH4Cl [△]NH3+HCl,NH3+HCl=NH4Cl。

        按照?qǐng)D1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),存在如下兩點(diǎn)不足之處:(1)試管中產(chǎn)生的氣體無(wú)法檢驗(yàn)其性質(zhì),更不能證明產(chǎn)生了兩種氣體;(2)因?yàn)榧訜峁腆w碘也會(huì)看到同樣的現(xiàn)象,所以在此學(xué)生會(huì)類比、聯(lián)想、猜測(cè)氯化銨固體由底部轉(zhuǎn)移至試管上部,首先“升華”而后“凝華”,老師雖然明白這是一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)論,但卻不能通過(guò)巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象揭示其中的奧秘。

        二、現(xiàn)有的改進(jìn)方案

        筆者教學(xué)中也曾遇到同樣的問(wèn)題,通過(guò)文獻(xiàn)檢索,發(fā)現(xiàn)多數(shù)實(shí)驗(yàn)均圍繞上述兩點(diǎn)不足進(jìn)行改進(jìn),如圖2、圖3。

        采用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試紙有明顯顏色變化,可觀察到Y(jié)型管、具支試管中白色固體的出現(xiàn),但整套裝置過(guò)于復(fù)雜,有悖實(shí)驗(yàn)的微型化發(fā)展方向,且Y形管易被氯化銨固體堵塞;利用HCl、NH3密度差異,有老師設(shè)計(jì)了圖3裝置分離兩種氣體并進(jìn)行氣體性質(zhì)的檢驗(yàn),但實(shí)際實(shí)驗(yàn)的效果并不明顯,上端紅色試紙稍稍變藍(lán)但下端藍(lán)色試紙幾乎看到變紅,說(shuō)明利用密度自主分離效果不佳,而且看不到白煙的再現(xiàn)。

        三、實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        1.實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

        鐵架臺(tái)、3個(gè)直角玻璃管、酒精燈、石棉絨、紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、NH4Cl晶體、堿石灰、P2O5、蒸餾水。

        2.實(shí)驗(yàn)裝置(右圖4)

        3.實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

        (1)向直角A中填裝NH4Cl固體置于直角處(填料約1.5~2cm長(zhǎng)),再在兩側(cè)裝入少許石棉絨(約0.5cm長(zhǎng)),用小玻璃棒推至NH4Cl固體處,最后再在石棉絨的上面分別添加堿石灰及P2O5固體少許(約0.5cm長(zhǎng)),具體過(guò)程如圖5。

        (2)在B、C兩管內(nèi)放入用蒸餾水濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙、紅色石蕊試紙。

        (3)將裝置按圖進(jìn)行連接,并用鐵夾夾住試管口處,將整套裝置固定在鐵架臺(tái)上。然后點(diǎn)燃酒精燈,先預(yù)熱,再對(duì)準(zhǔn)氯化銨固體加熱,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

        (4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:直管A中固體越來(lái)越少,濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),藍(lán)色石蕊試紙變紅,上方的大試管中充滿了白煙。

        4.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

        (1)實(shí)驗(yàn)中所用藥品(堿石灰、P2O5)及三個(gè)直角玻璃管要預(yù)先烘干。

        (2)填裝藥品時(shí)因P2O5干燥效率極高,故可先裝入堿石灰,再裝P2O5。

        (3)填料應(yīng)疏松多孔,保證氣體可以快速被兩邊的吸收劑吸收,剩余氣體能接觸到試紙,確保能觀察到試紙顏色變化。

        四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處

        1.裝置簡(jiǎn)單,構(gòu)思巧妙,直角玻璃管自制而成,實(shí)驗(yàn)所需藥品少,符合微型化發(fā)展方向。

        2.操作簡(jiǎn)單,現(xiàn)象明顯,成功率高,可推廣性強(qiáng)。

        3.在整套裝置中完成了NH4Cl的分解;HCl、NH3的檢驗(yàn);HCl、NH3重新反應(yīng)生成NH4Cl三個(gè)實(shí)驗(yàn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程沒(méi)有任何污染,充分體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化要求。

        4.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分解,有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)氯化銨分解和碘的升華的本質(zhì)區(qū)別,并加深了學(xué)生對(duì)可逆反應(yīng)概念的理解。

        作者簡(jiǎn)介:張寶軍(1972.8—),男,漢族,江蘇如皋,學(xué)士學(xué)位,化學(xué)教研組長(zhǎng),中學(xué)高級(jí)教師,研究方向:高中化學(xué)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

        編輯 張珍珍

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