韓海俠

(江蘇省鄭集高級(jí)中學(xué)城區(qū)校區(qū) 221116)

中學(xué)化學(xué)中的有毒氣體主要有Cl2、SO2、NO、NO2等，這些氣體的性質(zhì)在中學(xué)化學(xué)課本中占有重要地位.要想掌握這些氣體的性質(zhì)，最好的方法莫過(guò)于分組實(shí)驗(yàn).通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過(guò)看、聞、觸、做等操作，親身體驗(yàn)到它們的性質(zhì)，這對(duì)知識(shí)的掌握有著不可替代的作用.但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器，如集氣瓶、膠頭滴管等，很難做到有毒氣體不外泄.而這些泄露的有毒氣體會(huì)對(duì)師生的健康造成傷害，會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成污染，因此導(dǎo)致很多有毒氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)不能分組進(jìn)行，只能由教師演示完成，或者干脆變成教師照著書上的照片講實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生失去了親身體驗(yàn)，親自探究的機(jī)會(huì)，這不能不說(shuō)與《新課標(biāo)》的要求相距甚遠(yuǎn)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力大打折扣.

在“綠色化學(xué)”理念的指導(dǎo)下，筆者嘗試著用250mL醫(yī)用輸液袋，并輔以10mL醫(yī)用注射器，對(duì)中學(xué)化學(xué)中關(guān)于有毒氣體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使分組實(shí)驗(yàn)朝著微型化、簡(jiǎn)單化、綠色化的方向進(jìn)行，最大限度地減少有毒氣體對(duì)師生的傷害和對(duì)環(huán)境的污染，力求做到“零排放”和“零污染”.

醫(yī)用輸液袋(如圖1所示)具有氣密性好，容積大，透明度高，易觀察，質(zhì)地軟，易操作等特點(diǎn)，再輔以同樣氣密性好，容積可變的醫(yī)用注射器，這套組合的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的.同時(shí)它們還具備儲(chǔ)存、量取、轉(zhuǎn)移、兼做反應(yīng)器等功能，能夠在“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮重要作用.下面筆者就以醫(yī)用輸液袋和醫(yī)用注射器這對(duì)組合作為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的工具和平臺(tái)，來(lái)完成有毒氣體的收集及性質(zhì)實(shí)驗(yàn).

一、有毒氣體的收集

以SO2氣體的收集為例.傳統(tǒng)SO2氣體的制備和收集方法是：把Na2SO3固體加入圓底燒瓶中，把濃H2SO4注入分液漏斗中，用酒精燈稍微加熱，以利于加快反應(yīng)速率和SO2氣體的逸出，然后打開分液漏斗活塞，向Na2SO3固體上滴加濃H2SO4，然后把生成的SO2氣體導(dǎo)入集氣瓶中，用向上排空氣法收集SO2氣體.(裝置如圖2所示)這種方法的不足之處在于很難判斷集氣瓶中的SO2氣體是否收集滿，同時(shí)集氣瓶中插入玻璃導(dǎo)管，造成玻璃片不能密封集氣瓶，導(dǎo)致SO2氣體外逸.而利用醫(yī)用輸液袋收集SO2氣體時(shí)，只要先把輸液袋中的空氣排空，然后把連接導(dǎo)氣管的針頭插入輸液袋，觀察輸液袋鼓起程度，就能判斷是否收集滿氣體，而且輸液袋里收集的氣體能長(zhǎng)時(shí)間存放都不外逸.如果要準(zhǔn)備六組分組實(shí)驗(yàn)，只要準(zhǔn)備六個(gè)醫(yī)用輸液袋，然后依次收集滿這些醫(yī)用輸液袋，即做好了有毒氣體分組實(shí)驗(yàn)的氣體準(zhǔn)備工作.

二、有毒氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

以SO2氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例.

在做SO2氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以取一個(gè)收集滿SO2氣體的輸液袋，先觀察SO2氣體的顏色，為無(wú)色氣體，然后用注射器針頭插入輸液袋，隨后立即拔出針頭，就能在針頭上聞到SO2氣體的刺激性氣味.為了證明SO2氣體的水溶性，可以用注射器向收集滿SO2氣體的輸液袋中注入10mL蒸餾水，發(fā)現(xiàn)輸液袋里氣體體積幾乎變?yōu)?，輸液袋明顯癟下去，說(shuō)明SO2氣體易溶于水.此時(shí)得到的水溶液就是新制的亞硫酸溶液.隨后用注射器抽出新制的亞硫酸溶液，滴入紫色的酸性高錳酸鉀溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，證明SO2氣體具有還原性；滴入滴加了酚酞的紅色NaOH溶液中，紅色褪去，于是可證明SO2氣體的水溶液呈酸性.

以NO2氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例.

在做NO2氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以取一個(gè)收集滿NO2氣體的輸液袋，先觀察NO2氣體的顏色，為紅棕色氣體，然后用注射器針頭插入輸液袋，隨后立即拔出針頭，就能在針頭上聞到NO2氣體的刺激性氣味.為了證明NO2氣體的水溶性，用注射器向收集滿NO2氣體的輸液袋中注入10mL蒸餾水，發(fā)現(xiàn)輸液袋里紅棕色的NO2氣體顏色褪去，生成無(wú)色的氣體，且氣體體積減少為原來(lái)的1/3左右，說(shuō)明NO2氣體易溶于水，且與水反應(yīng)生成無(wú)色氣體.然后用注射器向輸液袋中充入10mL空氣，輸液袋中的無(wú)色氣體又變?yōu)榧t棕色的NO2氣體，說(shuō)明無(wú)色氣體為NO氣體.在驗(yàn)證硝酸與銅的反應(yīng)時(shí)，先在注射器中裝入3～5片銅片，然后用裝有銅片的注射器從輸液袋中吸出3mL無(wú)色液體，注射器針頭不要拔出，觀察銅片與無(wú)色液體的反應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)無(wú)色液體與銅片反應(yīng)生成無(wú)色氣體，則說(shuō)明NO2氣體與水反應(yīng)生成的無(wú)色液體為稀硝酸.

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，可以看到，醫(yī)用輸液袋和注射器的組合在做有毒氣體實(shí)驗(yàn)時(shí)妙處頗多，利用它們的組合可以完成很多有毒氣體的收集和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還能兼顧環(huán)保性和節(jié)約性，對(duì)教師進(jìn)行有毒氣體的分組實(shí)驗(yàn)有很大幫助，教師不再害怕進(jìn)行有毒氣體的分組實(shí)驗(yàn)，也能使學(xué)生對(duì)有毒氣體的性質(zhì)理解更加深刻.

因?yàn)榉N種原因，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，高中化學(xué)課程開設(shè)的課時(shí)存在著普遍偏少的客觀事實(shí)，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)特別是分組實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行更是少之又少，這就需要化學(xué)老師運(yùn)用智慧的力量，克服種種困難，為化學(xué)學(xué)科的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的熱情和努力.