例談球形干燥管在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新應(yīng)用

摘 要：主要針對(duì)球形干燥管在氣體的制取和性質(zhì)探究、微型反應(yīng)改進(jìn)、簡易啟普發(fā)生器、氣體吸收等實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)方面進(jìn)行分析探討，對(duì)教材中一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新和補(bǔ)充完善，以新的實(shí)驗(yàn)手段追求最佳的教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新有很大的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：球形干燥管；實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?！睘榱擞欣谔岣邔W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問題能力、環(huán)保意識(shí)和創(chuàng)新思維，在教學(xué)中通過改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，向微型化和綠色化轉(zhuǎn)變，是提高化學(xué)教學(xué)的有效策略，下面主要探討球形干燥管在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的改進(jìn)應(yīng)用。

一、用于氣體性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)

化學(xué)必修1第四章中對(duì)SO2性質(zhì)的探究，只是對(duì)SO2溶解于水的酸性和漂白性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，為了對(duì)SO2的氧化性、還原性等探究，通過實(shí)踐探索，用球形干燥管組裝實(shí)驗(yàn)，操作簡單，現(xiàn)象明顯。

1.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1：

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2.實(shí)驗(yàn)用品：注射針管一支、聚酯試管一支、球形干燥管五支、脫脂棉、硫酸溶液（1∶1）、亞硫酸鈉固體、紫色石蕊溶液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氫硫酸溶液、氫氧化鈉溶液。

3.實(shí)驗(yàn)操作：按圖1裝置，用脫脂棉分別醮少量的紫色石蕊溶液、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氫硫酸溶液、氫氧化鈉溶液，用鑷子夾持棉球放入球形干燥管內(nèi)，在試管中加入亞硫酸鈉固體，注射器吸入硫酸溶液按圖1組裝好。推注射器活塞，使硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)。

用酒精燈對(duì)有品紅的干燥管加熱，又出現(xiàn)紅色。

4.學(xué)生通過現(xiàn)象探究性質(zhì)，可歸納如下表：

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5.裝置改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）組裝簡易。傳統(tǒng)的氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)由三部分組成：氣體發(fā)生裝置；氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置；尾氣吸收裝置，整套裝置組裝不容易，攜帶很不方便。改進(jìn)后省略了較多鐵架臺(tái)等夾持儀器、導(dǎo)氣管、乳膠管等連接部分，以及洗氣瓶等大型儀器。

（2）綠色環(huán)保。氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)在完全密閉條件下完成，產(chǎn)生的有毒氣體少，最大限度地減少有毒氣體的散逸，減少對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)師生健康的危害。在實(shí)驗(yàn)過程中教師應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。

（3）微型通用。實(shí)驗(yàn)裝置簡單，實(shí)驗(yàn)藥品用量少，實(shí)驗(yàn)操作方便快捷，氣體隨用隨制，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。該裝置不僅使用于SO2的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，也適用于其他氣體的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，尤其是有毒有害氣體的實(shí)驗(yàn)。裝置能使每位學(xué)生都能清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。

二、用于簡易的過濾器

裝置如圖2，在干燥管中由上到下放入小卵石、石英砂、活性炭和膨松棉，中間用紗布隔開，此裝置可以可凈化天然水，也可用于活性炭對(duì)液體中色素的吸附實(shí)驗(yàn)。

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優(yōu)點(diǎn)是裝置簡潔，原料來源容易。

三、用于微型反應(yīng)器

裝置如圖3，在球形干燥管中加入氯酸鉀固體，干燥管下端用橡膠塞封住，在上端橡膠塞子中插入吸入濃鹽酸的膠頭滴管，擠壓膠頭滴管中的鹽酸與氯酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，將螺旋狀鋼絲酒精燈火焰上加熱到紅熱后立即伸到干燥管中，銅絲燃燒并產(chǎn)生大量的棕色煙。用另一膠頭滴管往干燥管中加水，可以看到藍(lán)色溶液。

該裝置的優(yōu)點(diǎn)是既可節(jié)約藥品，又可防止污染，體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想。Cl2封閉在干燥管內(nèi)，實(shí)驗(yàn)后剩余的Cl2也能用水吸收，并觀察CuCl2溶液的顏色。

四、用于簡易的啟普發(fā)生器

裝置如圖4，在燒杯中加入稀鹽酸，球形干燥管中放入玻璃纖維，在其上面放鋅?；虼罄硎捎糜贖2、CO2的制取，鋅?；虼罄硎c鹽酸接觸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，當(dāng)關(guān)閉活塞時(shí)，氣體將鹽酸向下排，使鹽酸與鋅?；虼罄硎撾x，反應(yīng)停止。

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此裝置也可用于銅與硝酸的反應(yīng)制一氧化氮和二氧化氮?dú)怏w。

五、用于尾氣吸收裝置

如圖5，原理類似于倒置在水中的漏斗，在燒杯中加入水，可吸收HCl、NH3等氣體。

六、改進(jìn)后的思考

實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，創(chuàng)新來源于感悟，感悟來源于體驗(yàn)和探究。教師可以集色、態(tài)、味、光、聲于一體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生強(qiáng)烈的感知覺刺激來吸引學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲。通過教師創(chuàng)新激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力，端正學(xué)習(xí)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行直覺思維的最好方法，實(shí)驗(yàn)中化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的各種變化以及伴隨的各種現(xiàn)象都能刺激學(xué)生的神經(jīng)中樞，使學(xué)生處于高昂的思維狀態(tài)之中。教師要善于通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化課堂教學(xué)，變演示實(shí)驗(yàn)為探索實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)過程中盡可能地提供機(jī)會(huì)使學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手地參與化學(xué)教學(xué)的全過程。

參考文獻(xiàn)：

鄧傳蕓.氣流式干燥管的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1980（2）.

作者簡介：劉旭剛，男，1966年12月生，1987年7月參加工作，畢業(yè)于西北師大化學(xué)本科。市、縣高中化學(xué)學(xué)科帶頭人、化學(xué)骨干教師，中學(xué)化學(xué)高級(jí)教師，在甘肅省莊浪縣第一中學(xué)工作，并擔(dān)任莊浪一中教科室主任。

？誗編輯 溫雪蓮