一套通用实验装置的创新设计

一套通用实验装置的创新设计,标签：高一化学教学设计案例,http://www.5ijcw.com
现行中学化学教材中有流体参加的化学实验有些仍存在一些不足之处，比如实验装置复杂、药品用量较多、有毒气体排入空气造成污染等等。鉴于此，笔者针对该类实验提出通用的改进方法，本文作如下阐述。   一、实验用品：   60 mL注射器两支、100 mL注射器一支、医用输液管一根（分成四段备用）、医用输液三通管两个、医用输液控制阀三个、医用塑料输液瓶一个、注射针头一个、烧杯一个等。   二、实验装置、操作步骤（如图）   1、固体与液体反应的实验 　　　　　　　    　　　　　    　　　　　        　　　　　　　　　 　　　　　   　       　　　　　　　　　　　　 该类实验可用上图装置，该装置适用于制取H₂、O₂、NO、NO₂、CO₂、Cl₂、C₂H₂、H₂S、SO₂；也可用于NH₄NO₃溶液和CaO制取NH₃、Na₂O₂与H₂0反应生成O₂等气体；或利用金属钠与酒精反应来测定乙醇分子结构。   ⑴制取氢气的实验步骤：   ①按图示连接装置，检查装置的气密性。 ②向60 mL注射器中加入适量锌粒，并吸入少许蒸馏水（确保排尽空气）。用100 mL注射器吸入适量稍浓的盐酸，排尽空气，重新连接好装置（如图1）。   ③打开控制阀，将盐酸压入60ml注射器中（可以反复几次，使盐酸稀释），反应产生氢气，将60 mLl注射器倒置（如图2），将产生的氢气压入100 mL注射器中，关闭控制阀A、B。断开连接处，收集到纯净的氢气（无需验纯），装上注射针头可以做氢气燃烧实验，可以看到清晰的淡蓝色火焰，火焰可大可小，具有可控性（如图3）。也可使用图7装置，关闭C控制阀，打开A、B控制阀，使固体与液体反应产生氢气，可以利用产生的压强实现固体与液体分离，反应停止，或将左侧注射器倒置，关闭B控制阀，打开A、C控制阀，将氢气压入塑料输液瓶中就收集到纯净的氢气。   ⑵制取NO₂的实验步骤： ①按图示连接装置，检查装置的气密性。   ②向60 mL注射器中加入一片带孔的圆形铜片，将输液管及100 mL注射器吸入浓硝酸（确保排尽空气）。重新连接好装置（如图1）。   ③打开控制阀，将浓硝酸压入60 mL注射器中，将60 mL注射器倒置（如图2），将产生的NO₂压入100 mL注射器中，关闭控制阀A、B。断开连接处，收集到纯净的NO₂。如果改用图4的装置，产生气体后，关闭C控制阀，打开A、B控制阀，将反应液压入100 mL注射器中。再打开C控制阀，关闭A、B控制阀，向上拉动60 mL注射器的活塞，就可形成喷泉实验。   ④如果制取NO，可用如图5的装置，只需像制取氢气的第②、③步操作，将液体压入60 mL注射器中，关闭所有控制阀。当收集到纯净的NO后，打开A、B控制阀，将液体压入100 mL注射器中。再关闭A、B控制阀，打开C控制阀，向上拉动60ml注射器的活塞，吸入空气，可以看到无色气体变成红棕色气体。如将导管插入水中还可做喷泉实验。   该实验装置（见图6）也可利用浓硝酸和铜片同时制取NO₂和NO的对比实验，还可用于比较金属活动性的强弱、碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的差异、碳酸钙粉末和石灰石与稀硫酸反应的差异等实验。   2、气体与液体反应的实验   如图8所示，该实验装置可用于同种气体与不同液体反应的实验，如CO₂与NaOH溶液、水反应的对比实验；SO₂与品红溶液、KMnO₄溶液反应的实验；C₂H₂的性质实验；也可以用于探究CO₂溶解性与压强、温度的关系等等。

www.5ijcw.com       3、液体与液体反应的实验   本实验装置也可用于不同溶液间的反应、同种溶液与不同溶液的反应，（见图9）如NaOH溶液与CuSO₄溶液、FeCl₃溶液反应的实验；制取Fe(OH)₂的实验；探究浓度（或温度）对反应速率的影响，如同浓度的H₂SO₄与不同浓度的Na

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