劉德兵

摘要：常溫下在固液反應(yīng)的過(guò)程有效控制固液的接觸，改變用量，達(dá)到控制反應(yīng)目的，同時(shí)對(duì)反應(yīng)結(jié)束時(shí)固液分離回收大大減少了回收的難度，使回收利用簡(jiǎn)便易行，提高藥品的多次利用價(jià)值，減少對(duì)環(huán)境的污染。通過(guò)利用塑料瓶制作的教具很好實(shí)現(xiàn)了這些功能，真正達(dá)到了“變廢為寶”。

關(guān)鍵詞：發(fā)生裝置；操作原理；塑料瓶；教具制作

文章編號(hào)：1008-0546（2017）02-0088-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.029

初次作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)員，發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的儀器損壞尤其是玻璃質(zhì)地， 在損壞的同時(shí)還有安全事故。其實(shí)我們的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中許多容器可在塑料瓶中來(lái)進(jìn)行，特別是常溫進(jìn)行的反應(yīng)。如在組裝實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置時(shí)， 長(zhǎng)頸漏斗插入雙孔橡皮塞時(shí)，容易被折斷，有時(shí)玻璃儀器掉地上，自然就碎了。另外在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常產(chǎn)生大量的固液混合，如：雙氧水制氧氣實(shí)驗(yàn)中分解后的混合液（二氧化錳固體回收），空氣中氧氣測(cè)定后混合液（紅磷固體固收），大理石制取二氧化碳后酸性廢液（固液分離）等，直接傾倒定會(huì)污染水，腐蝕下水管道，造成不必要的浪費(fèi)，如何做到快速方便大量回收，不費(fèi)時(shí)費(fèi)力，通過(guò)思考實(shí)踐利用過(guò)濾原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的固液分離回收裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)藥品的有效回收和多次利用，也減少環(huán)境污染。前面改進(jìn)裝置的主角都是大家熟悉的塑料瓶，塑料瓶是我們生活最常見(jiàn)的廢棄品，市場(chǎng)上各種飲料瓶稍加改裝就可以用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，下面就把用塑料瓶制成的兩件教具及制作方法和大家分享。

一、二氧化碳（氫氣）發(fā)生裝置的教具制作

1. 教具簡(jiǎn)介

二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取是初中化學(xué)八個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一，無(wú)論是在課堂演示，還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，都要產(chǎn)生大量的廢物固體和液體，同時(shí)使用的長(zhǎng)頸漏斗在組裝插入橡皮塞時(shí)頸部常會(huì)折斷， 使用雙孔橡皮塞， 有時(shí)分組實(shí)驗(yàn)還要多打幾十個(gè)孔，加之橡皮塞老化，每年要做新的，最大的后果是每次實(shí)驗(yàn)后的固液混合物，不便于快速分離，分開(kāi)回收，傾倒、清洗容器時(shí)常有水花或酸液濺出存在安全隱患， 有時(shí)造成下水管道堵塞，而改進(jìn)后的裝置大大優(yōu)化以上的缺點(diǎn)。

2. 主要材料

透明塑料瓶 （常用農(nóng)夫山泉）、燒杯（500mL）、鐵架臺(tái)（鐵夾）、橡皮塞（8號(hào)）、直角導(dǎo)管、帶活塞的導(dǎo)氣管、鑷子等。

3. 操作原理

利用手動(dòng)調(diào)節(jié)鐵夾高度和開(kāi)關(guān)活塞改變氣壓大小原理來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離，從而達(dá)到控制反應(yīng)、節(jié)約藥品目的。

4. 裝置制作

選用550mL農(nóng)夫山泉瓶，在瓶底打若干細(xì)小的孔，瓶口塞上帶有導(dǎo)管的單孔橡皮塞，制作圖片如下：

5. 操作說(shuō)明

（1）氣密性檢查：連接好儀器取兩只燒杯，加入約200mL水，同時(shí)把瓶子和導(dǎo)管插入水中，導(dǎo)管口有氣泡冒出，或等到瓶?jī)?nèi)和燒杯內(nèi)水面相平時(shí)，輕輕提起瓶子不要離開(kāi)水面，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，形成穩(wěn)定水柱說(shuō)明氣密性良好。

（2） 加入固體量高度達(dá)2cm左右，鹽酸的量約200mL，一次不宜過(guò)多，可以根據(jù)需要再添加鹽酸或提高濃度。

（3）產(chǎn)生氣體通入液體中時(shí)要調(diào)整深度，防止氣體排不出。

（4）利用排水法收集氣體要注意調(diào)整好出氣口的高度，否則氣體不會(huì)從瓶子底部逸出，收集不到。

（5）進(jìn)行蠟燭熄滅實(shí)驗(yàn)時(shí)，先取下單孔橡皮塞，改用無(wú)孔橡皮塞，反應(yīng)結(jié)束時(shí)調(diào)整鐵夾高度，離燒杯口約1cm，讓殘留液滴下，過(guò)一會(huì)兒點(diǎn)燃蠟燭后立即放入燒杯中，迅速放到瓶子下面調(diào)整高度，進(jìn)入燒杯約1cm，取下橡皮塞，觀察現(xiàn)象。

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束清洗固體時(shí)，讓水龍頭伸入瓶中，振蕩，液體由底部多孔流出，這樣不易濺出。

（7）產(chǎn)生的廢液直接倒入簡(jiǎn)易的過(guò)濾裝置，過(guò)一段時(shí)間，就能得到澄清的液體裝瓶貼簽以備后用。

6. 教具的改進(jìn)點(diǎn)說(shuō)明

（1）反應(yīng)容器改用塑料瓶，原料來(lái)源易得，底孔制作簡(jiǎn)單；塑料具有耐酸性，可以重復(fù)多年使用，不易損壞；改進(jìn)后檢查氣密性操作變簡(jiǎn)單；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以及時(shí)分離固體和液體，隨時(shí)添加固體和液體和控制反應(yīng)的開(kāi)始和停止；實(shí)驗(yàn)結(jié)束清洗固體時(shí)不易外流，避免腐蝕桌面和皮膚，更安全，不易造成下水管道堵塞。

（2）由雙孔橡皮塞改為單孔橡皮塞，組裝簡(jiǎn)單，更換方便。

（3）改用實(shí)心橡皮塞，可用于蠟燭熄滅實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證常溫下二氧化碳密度比空氣大，不支持燃燒，本身也不能燃燒的性質(zhì)。

（4）直角活塞導(dǎo)管很容易損壞，注意輕拿平放。

（5）適用一些無(wú)毒無(wú)害氣體的制取。

二、固液簡(jiǎn)易分離的教具制作

1. 教具簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)室常溫下制取氧氣和二氧化碳?xì)怏w，無(wú)論是在課堂演示，還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，都要產(chǎn)生大量的廢物固體和液體混合物。在以往傾倒液體，清洗容器是常有水花或酸液濺出存在安全隱患，有時(shí)造成下水管道堵塞，而改進(jìn)后的裝置在無(wú)人狀態(tài)也可順利進(jìn)行。

2. 主要材料

透明塑料瓶（瓶口較大的）、燒杯（500mL）、鐵架臺(tái)（鐵圈兩個(gè)）、濾紙等。

3. 操作原理

利用重力原理進(jìn)行自然沉降，加之濾紙實(shí)現(xiàn)固液之間及時(shí)分離，節(jié)約時(shí)間，便于分開(kāi)，大量回收 。

4. 裝置制作

選用口較大塑料瓶，在瓶塞上打若干（直徑4mm）的孔，并把瓶塞內(nèi)側(cè)底部鏟平，把瓶塞倒扣在濾紙上用力壓后沿印痕剪取瓶塞大小的濾紙2到3張鋪平在瓶塞內(nèi)，旋緊瓶塞，倒置在鐵圈上（上大下?。?，下方放一大燒杯，裝置如下：

5. 操作說(shuō)明

過(guò)濾器制作：選用口徑較大的塑料瓶，瓶塞內(nèi)側(cè)底部必須鏟平，否則濾紙易損壞，兩到三層濾紙最適合，瓶底完全去掉，過(guò)濾時(shí)液體可以一次性大量進(jìn)行且無(wú)人看守。相比傳統(tǒng)過(guò)濾控制要點(diǎn)較多，操作技能要求高，濾紙易損壞，液體易側(cè)漏，其效益優(yōu)越得多。

6. 教具的改進(jìn)點(diǎn)說(shuō)明

（1）過(guò)濾器改用塑料瓶，原料來(lái)源方便，底孔制作簡(jiǎn)單，可以重復(fù)使用，不易損壞，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以隨時(shí)添加廢液，及時(shí)分離固體和液體，可以一次大量進(jìn)行，不怕側(cè)漏（瓶塞有螺紋旋緊即可），直接傾倒不必引流，操作要求低，實(shí)驗(yàn)者完全放手做其他事情。

（2）此裝置可適用于實(shí)驗(yàn)員在學(xué)生實(shí)驗(yàn)后的廢液的回收。

（3）為化學(xué)實(shí)驗(yàn)中一些藥品的多次利用提供了機(jī)會(huì)，節(jié)約藥品，減少污染。

三、探究實(shí)驗(yàn)“分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”教具創(chuàng)新

針對(duì)人教版九年級(jí)化學(xué)第三單元教材中分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)的不足之處，分別從儀器改進(jìn)，藥品添加方法、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等方面進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)具有操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，用藥量少、能自由移動(dòng)、用時(shí)少、安全等特點(diǎn)，便于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。此裝置不但證明分子在不斷運(yùn)動(dòng)，而且還證明了溫度影響分子運(yùn)動(dòng)的速率。

1.主要材料

可樂(lè)瓶（1L）一個(gè)（不要標(biāo)簽）、礦泉水瓶（550mL）兩個(gè)（不要標(biāo)簽）、注射器（5mL）三個(gè)、燒杯（200mL）兩個(gè)、濾紙、濃氨水、酚酞試液、熱水。

2.主要原理

用封閉的可樂(lè)瓶替代半封閉的大燒杯，用噴有酚酞的白色濾紙花替代盛裝酚酞的小燒杯，用吸取濃氨水的注射器替代敞口的小燒杯。

3.操作說(shuō)明

為了讓演示實(shí)驗(yàn)更生動(dòng)有趣，可將濾紙折成漂亮的花朵狀，用細(xì)線系住從可樂(lè)瓶口放入瓶?jī)?nèi)中下部，蓋上瓶蓋即可。學(xué)生分組使用的瓶子選用礦泉水瓶。實(shí)驗(yàn)用的濾紙可讓學(xué)生折成自己喜歡的形狀，用長(zhǎng)細(xì)線系好，從瓶口伸入，并用瓶蓋將其固定在瓶身的中上部。

一是教師的演示實(shí)驗(yàn)用可樂(lè)瓶（大一點(diǎn)現(xiàn)象明顯），二是學(xué)生在教師引導(dǎo)下的自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，用礦泉水瓶。具體操作過(guò)程如下：

①將噴有酚酞試液的濾紙花用細(xì)線系住固定在可樂(lè)瓶的中下部（圖1）。

②在瓶身底部用注射器注入微量濃氨水（圖2）。

③把濾紙折成自己喜歡的形狀，噴上酚酞，用細(xì)線系好固定在塑料瓶?jī)?nèi)的中上部。

④將兩個(gè)瓶子一個(gè)放入冷水，另一個(gè)放入近沸騰的熱水中（圖3），再由兩個(gè)同學(xué)分別用注射器同時(shí)注入一滴濃氨水（圖4），觀察濾紙花變紅的速度，以此得出溫度越高分子運(yùn)動(dòng)速度越快的結(jié)論。

4.教具改進(jìn)點(diǎn)的幾點(diǎn)說(shuō)明：

①突出知識(shí)重點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使實(shí)驗(yàn)更加趣味化，引發(fā)探究欲望。

②關(guān)注實(shí)驗(yàn)的安全性，努力做到環(huán)保化，減小課堂實(shí)驗(yàn)對(duì)教師和學(xué)生的危害。

③實(shí)驗(yàn)用品生活化，使學(xué)生更深入地理解化學(xué)與生活的密切關(guān)系。

④可以讓實(shí)驗(yàn)成果在班級(jí)里流動(dòng)起來(lái)，還可以保留一段時(shí)間，可作為下一節(jié)課復(fù)習(xí)鞏固的起點(diǎn)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂的主角，是吸引學(xué)生眼球的重要法寶，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要方法，塑料制品的加入更可以激發(fā)學(xué)生自制一些簡(jiǎn)單的裝置，進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)，豐富實(shí)驗(yàn)途徑，拓展實(shí)驗(yàn)課堂，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)課堂內(nèi)外的有效結(jié)合，提高實(shí)驗(yàn)技能，激發(fā)科學(xué)探究的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生利用生活中廢棄物進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，增長(zhǎng)化學(xué)知識(shí)，提高生活樂(lè)趣。

參考文獻(xiàn)

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