氣體實(shí)驗(yàn)微型環(huán)保裝置

馬喜軍

摘 要：在新課改理念下微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)新技術(shù)和新方法，用日常生活用品設(shè)計(jì)制作的氣體實(shí)驗(yàn)微型環(huán)保裝置，體現(xiàn)了綠色化學(xué)理念，是創(chuàng)新的低成本教具作品。該教具能滿足教學(xué)要求，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，還能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

關(guān)鍵詞：注射器 制作 綠色化 微型環(huán)保 氣體實(shí)驗(yàn)裝置

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）02（c）-0068-01

“綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互聯(lián)系和相互作用，是社會(huì)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新要求，對(duì)于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義……隨著綠色化學(xué)的理念逐步被廣大化學(xué)教師所接受，化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化已經(jīng)成為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的新趨勢(shì)和新課題。[1]”改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)裝置、自制微型環(huán)保化學(xué)教具，無疑也是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的重要措施之一。為此，筆者采用能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的新技術(shù)和新方法，用隨手可得的塑料注射器及輸液器零件為材料，設(shè)計(jì)制作了具有綠色化學(xué)理念的氣體實(shí)驗(yàn)微型環(huán)保裝置。現(xiàn)介紹如下，誠(chéng)望同行斧正。

1 氣體實(shí)驗(yàn)裝置圖（如圖1）

2 裝置用途及特點(diǎn)

2.1 用途

用于義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第五章第二節(jié)“二氧化碳的性質(zhì)和制法”探究活動(dòng)[2]。

2.2 特點(diǎn)

（1）在一套氣體實(shí)驗(yàn)微型環(huán)保裝置內(nèi)完成了二氧化碳的制取、收集和檢驗(yàn)，通過噴泉實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地演示了二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)趣味性。

（2）通過小注射器加稀鹽酸來控制二氧化碳產(chǎn)生的速率和量，能很好控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，能減少了二氧化碳的逸出量，可提高實(shí)驗(yàn)環(huán)保程度。

（3）實(shí)驗(yàn)裝置微型、所用試劑微量，綠色化理念在該化學(xué)實(shí)驗(yàn)中得了充分體現(xiàn)。

（4）能節(jié)省經(jīng)費(fèi)，滿足教學(xué)要求，還能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

3 制作材料及方法

3.1 制作材料

30 ml和20 ml塑料注射器管各1支，帶針頭5ml塑料注射器1支，丫形三通管一個(gè)，中性筆芯桿1支，輸液導(dǎo)管若干，棉花團(tuán)1個(gè)；另備安針嘴上戴小膠帽的30 ml塑料注射器管3支。

3.2 制作方法

（1）如圖所示，用三段約10 mm長(zhǎng)的輸液導(dǎo)管8，通過丫形管9分別將20 ml注射器管5、30 ml注射器管7與中性筆芯桿10連接起來。

（2）將取掉推桿的膠活塞3置于20 ml注射器管5中偏下部位，把5 ml注射器1伸入20 ml注射器管5內(nèi)且針頭刺透橡膠活塞3。

（3）給30 ml注射器管7口部塞一棉花團(tuán)6；將充當(dāng)試管用的三支內(nèi)插中性筆芯桿10的30 ml注射器管11的安針嘴上套上小膠帽12。

4 實(shí)驗(yàn)原理及方法

以二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)檢驗(yàn)為例，對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)微型環(huán)保裝置的用法予以說明。

4.1 實(shí)驗(yàn)原理

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

4.2 實(shí)驗(yàn)試劑

石灰石（或大理石）、稀鹽酸（2︰1）、石蕊溶液、澄清石灰水、氫氧化鈉稀溶液。

4.3 實(shí)驗(yàn)步驟

本裝置由于用輸液導(dǎo)管連接，氣密性特好，實(shí)驗(yàn)前無須檢查氣密性。

（1）如圖1所示，在20 ml注射器管5內(nèi)下部加入適量細(xì)小的石灰石（或大理石），5 ml注射器1內(nèi)吸入足量稀鹽酸，給30 ml注射器管11內(nèi)盛少量清水，讓中性筆芯桿10下端保證插入水中。

（2）輕輕推動(dòng)5 ml注射器1的推桿，逐滴加入稀鹽酸制取二氧化碳，二氧化碳通過丫形管進(jìn)入集氣用30 ml注射器管7中，緩緩向上排去管內(nèi)空氣而被收集。稍后取下30 ml注射器管7口部的棉花團(tuán)，用燃著的木條在管口檢驗(yàn)二氧化碳。

（3）改用橡膠活塞塞住集氣用30 ml注射器管7管口，將中性筆芯桿10分別插入盛有少量紫色石蕊溶液、澄清石灰水的30 ml注射器管11內(nèi)，觀察二者的變化。

（4）再將中性筆芯桿10插入盛有適量氫氧化鈉稀溶液的30 ml注射器管11內(nèi)，再推動(dòng)5 ml注射器1的推桿，將其中的稀鹽酸全部加入20 ml注射器管5內(nèi)下部（注意適當(dāng)將20 ml注射器管5向下傾斜，防止其內(nèi)液體從安針嘴流入30 ml注射器管11中）；待石灰石（或大理石）消耗殆盡，再輕輕推拉5 ml注射器1的推桿，促使二氧化碳的溶解。過一會(huì)將看到氫氧化鈉溶液倒吸入集氣用30 ml注射器管7中，最后幾乎充滿整個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)裝置。

5 注意事項(xiàng)

（1）實(shí)驗(yàn)裝置的集氣用30 ml注射器管7與中性筆芯桿10保持豎直狀態(tài)，與制氣用20ml注射器管5呈45°狀態(tài)。

（2）氫氧化鈉溶液的濃度不宜過大。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭實(shí)，劉鴻.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化研究[M].人民教育出版社，2010，6：4-5.

[2] 江琳才.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)[M].科學(xué)出版社，2008，6：142-144.