氯氣性質(zhì)微型化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

摘 要：高中化學(xué)微型化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其特點(diǎn)是開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀器做到儀器微型化，藥品用量少，節(jié)約成本，環(huán)保綠色。在此，以氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行了微型化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；微型實(shí)驗(yàn)；氯氣性質(zhì)；綠色化學(xué)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是藥品微量化、儀器微型化、裝置簡(jiǎn)單化、設(shè)計(jì)綠色化（同等效果下有害物排放最小化）。在教學(xué)實(shí)踐過程中，充分發(fā)掘身邊的化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，以盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)、省資源、少污染、低成本為目標(biāo)，從減量、回收、循環(huán)、重復(fù)利用、尋找替代品、實(shí)驗(yàn)裝置便于控制、減少尾氣等方面，審視高中教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、安全性能、污染問題等，使之進(jìn)行微型化、綠色化、生活化的改進(jìn)，運(yùn)用于化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮其重要作用。由于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)成本低，便于制作，學(xué)生掌握起來容易，是激發(fā)了更多學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣。

氯氣制取及性質(zhì)按常規(guī)實(shí)驗(yàn)要求來作，需要的儀器多，藥品用量大，有害物質(zhì)排放多，實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)多，實(shí)驗(yàn)效果還不理想，因此，我們結(jié)合生活中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，積極尋找替代品。因地制宜開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源，巧妙利用生活中的一些廢棄物制做微型實(shí)驗(yàn)儀器，盡量做到儀器微型化，以微型儀器代替常規(guī)儀器；操作簡(jiǎn)單，降低實(shí)驗(yàn)成本，減少有害物排放。

設(shè)計(jì)1：空藥板有效利用

實(shí)驗(yàn)所需儀器為：培養(yǎng)皿、大青葉空藥板、膠頭滴管；所需藥品為：KClO3固體、濃鹽酸、品紅溶液、紫色石蕊試液、淀粉KI溶液、KBr溶液、濃NaOH溶液。

實(shí)驗(yàn)操作步驟及現(xiàn)象為：將培養(yǎng)皿（6 cm）放在白紙上，把空藥板放入培養(yǎng)皿中，往空藥板不同孔穴中分別加入約0.02～0.05 g KClO3固體，滴加2滴品紅溶液、紫色石蕊試液、淀粉KI溶液、KBr溶液，滴幾滴NaOH溶液。用膠頭滴管取大約0.5 mL濃鹽酸滴入盛KClO3固體的孔穴中，迅速蓋好培養(yǎng)皿蓋子。片刻后培養(yǎng)皿中出現(xiàn)黃綠色氣體。很快可看到品紅溶液褪色、紫色石蕊試液先變紅后褪色、淀粉KI溶液變藍(lán)色、KBr溶液變橙黃色。

本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)為：空藥板上的鋁箔必須除凈，加入濃鹽酸后應(yīng)迅速蓋好培養(yǎng)皿蓋子。

本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)較多，藥品用量少，無污染，體現(xiàn)了綠色化理念；反應(yīng)速率快，所需時(shí)間短；對(duì)比性強(qiáng)，現(xiàn)象清晰明顯；操作可控性強(qiáng)，簡(jiǎn)單方便；可見度大，易于觀察。

設(shè)計(jì)2：青霉素藥劑瓶的有效利用

所需的實(shí)驗(yàn)儀器為：青霉素藥劑瓶（15 mL）、一次性注射器（5 mL）、帶針頭的一次性注射器（2.5 mL）、鑷子、玻璃棒、膠塞；所需的實(shí)驗(yàn)藥品和材料為：KClO3固體、濃鹽酸、品紅溶液、紫色石蕊試液、淀粉KI溶液、KBr溶液、濃NaOH溶液、棉花團(tuán)。

實(shí)驗(yàn)操作步驟及現(xiàn)象為：在青霉素藥劑瓶中預(yù)先加入約0.05 gKClO3固體塞入膠塞，連接注射器筒（5 mL），注射器筒中事先依次從下到上放入蘸品紅溶液的棉花團(tuán)、蘸紫色石蕊試液的棉花團(tuán)、蘸淀粉KI溶液的棉花團(tuán)、蘸KBr溶液的棉花團(tuán)、蘸濃NaOH溶液的棉花團(tuán)，按圖所示組裝儀器。用注射器（2.5 mL）吸入0.5 mL左右的濃鹽酸，緩慢向青霉素藥劑瓶內(nèi)注入濃鹽酸。片刻后瓶中出現(xiàn)黃綠色氣體。很快可看到蘸品紅溶液的棉花團(tuán)褪色、蘸紫色石蕊試液的棉花團(tuán)先變紅后褪色、蘸淀粉KI溶液的棉花團(tuán)變藍(lán)色、蘸KBr溶液的棉花團(tuán)變橙黃色。

本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)為：裝置的氣密性要好，棉花團(tuán)之間要間隔一定的距離，棉花團(tuán)上蘸取試劑量不能太多。

本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)為：現(xiàn)象清晰明顯，可用于課堂演示實(shí)驗(yàn)；操作安全方便，無污染；適用范圍較廣，可用于由固液或液液不加熱制氣體及性質(zhì)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)，如SO2氣體的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等。

設(shè)計(jì)3：空中性圓珠筆芯有效利用

實(shí)驗(yàn)所需的儀器為：青霉素藥劑瓶（15 mL）、一次性注射器（2.5 mL）、鑷子、空中性圓珠筆芯、膠塞；所需的藥品為：KClO3固體、濃鹽酸、品紅試紙、藍(lán)色石蕊試紙、淀粉-KI試紙、KBr溶液、10%NaOH溶液。

實(shí)驗(yàn)操作步驟及現(xiàn)象為：在青霉素藥劑瓶中預(yù)先加入約0.02 g KClO3固體，中性筆芯上依次貼上浸KBr溶液的試紙和濕潤的藍(lán)色石蕊試紙、淀粉-KI試紙、品紅試紙，按圖組裝儀器。用注射器（2.5 mL）吸入約0.3 mL濃鹽酸，將注射器插入中型筆芯內(nèi)，緩慢向瓶中注入濃鹽酸。片刻后瓶中出現(xiàn)黃綠色氣體。很快可看到品紅試紙褪色、淀粉-KI試紙變藍(lán)色、藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色、KBr試紙變黃色。反應(yīng)結(jié)束后，用注射器吸入約2 mL NaOH溶液注入藥劑瓶中，吸收多余的尾氣。

本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)為：裝置的氣密性要好；反應(yīng)藥品用量不易太多；試紙應(yīng)濕潤，且間隔一定的距離；用注射器注入試劑的速度不易過快。

本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)為：藥品用量少，無污染；反應(yīng)速率快，所需時(shí)間短；對(duì)比性強(qiáng)，現(xiàn)象清晰明顯；可用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

微型實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用，對(duì)于開展高中新課程改革將發(fā)揮重要作用。有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)普及程度，引導(dǎo)更多學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)中來；有利于減少儀器和節(jié)約藥品、減少有害物排放，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的低成本、綠色化；有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探熱情，從而促進(jìn)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

桂順利，熊言林.氯氣性質(zhì)的系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2003（3）.