直觀快捷的氨分子擴(kuò)散多樣化實(shí)驗(yàn)

徐滔

摘 要：闡述了教科書(shū)上“分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”探究實(shí)驗(yàn)的幾處不足，重新設(shè)計(jì)了一個(gè)改進(jìn)方案，能提高實(shí)驗(yàn)的效率與直觀效果。

關(guān)鍵詞：分子擴(kuò)散；濃氨水；酚酞；實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)

現(xiàn)行人教版《義務(wù)教育教科書(shū)——化學(xué)》（九年級(jí)上冊(cè)）第49頁(yè)的“分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”的探究實(shí)驗(yàn)，有不足之處，本人按照新的思路進(jìn)行了改進(jìn)，取得了預(yù)期效果。

一、教科書(shū)實(shí)驗(yàn)的不足

1.課本實(shí)驗(yàn)是兩個(gè)小燒杯（分別裝濃氨水和酚酞試液），外面要被另一個(gè)倒扣的大燒杯罩住，通常為500毫升的燒杯，氨水及酚酞的用量一般每樣25毫升以?xún)?nèi)，而且要求在靜置的情況下觀察酚酞試液顏色的變化，通常是放在講臺(tái)，不利于教師把實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)給學(xué)生展示，影響了課堂實(shí)驗(yàn)的效果。如果考慮到要容易看清實(shí)驗(yàn)效果，要么使用實(shí)物投影儀要么增大藥品的用量。相應(yīng)的，小燒杯的體積要增大，同時(shí)，大燒杯的體積更要增大，一來(lái)降低了大燒杯內(nèi)氨氣的有效濃度，二來(lái)增大了藥品對(duì)空氣的污染。

2.整個(gè)氨分子擴(kuò)散過(guò)程需時(shí)較長(zhǎng)，通常需要3～5分鐘，不利于課堂教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控。

3.沒(méi)有體現(xiàn)出溫度升高能夠加快分子運(yùn)動(dòng)速度。

二、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置和用品

1.實(shí)驗(yàn)用品：

鐵架臺(tái)一個(gè)；鐵夾一個(gè)；25～30厘米長(zhǎng)，直徑2.5厘米兩端開(kāi)口的燃燒管兩支；一長(zhǎng)一短的橡膠管各一根；止水夾一個(gè)；單孔直玻璃管膠塞1個(gè)；單孔鈍角玻璃管膠塞1個(gè)；單孔膠塞一個(gè)；滴管一支；100毫升的玻璃注射針筒一個(gè)；250毫升抽濾瓶一個(gè)；250毫升燒杯一個(gè)；石棉網(wǎng)一塊；酒精燈一盞；火柴一盒；三腳架一個(gè)；裁剪成10厘米長(zhǎng)3厘米寬的濾紙2條；鑷子一個(gè)；裝水的洗瓶一個(gè)；濃氨水一瓶；酚酞試液一瓶。

2.實(shí)驗(yàn)一裝置裝配圖如圖1：

3.實(shí)驗(yàn)二裝置裝配圖如圖2：

三、實(shí)驗(yàn)一改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象

1.如圖1，連接好儀器，止水夾夾緊橡膠皮管，用鑷子在燃燒管兩端分別放入一根濾紙條，調(diào)整使之貼著燃燒管壁，并面向?qū)W生，用酚酞試液把濾紙條浸濕。

2.用滴管從濃氨水的瓶子里吸取半滴管的濃氨水插到抽濾瓶上，塞緊膠塞，松開(kāi)止水夾，把滴管里的濃氨水全部滴入抽濾瓶底，稍松開(kāi)抽濾瓶上面的膠塞，使之能進(jìn)入空氣，此時(shí)，濃氨水里揮發(fā)出氨分子（NH3）。

3.緩慢抽動(dòng)注射器，引導(dǎo)氨氣依次通過(guò)管道進(jìn)入燃燒管，并且從左到右擴(kuò)散，氨分子跟濾紙中的水化合生成一水合氨，顯弱堿性：

NH3+H2O←→NH3·H2O

NH3·H2O←→NH+4+OH-

氨跟水的反應(yīng)顯堿性使酚酞試液變紅色，并且可以看到靠近抽濾瓶端的濾紙比靠近注射器端的濾紙先變紅，直觀地顯示了氨分子的擴(kuò)散路徑和過(guò)程。

4.實(shí)驗(yàn)完畢，塞緊抽濾瓶上的膠塞，止水夾夾緊橡膠管，移開(kāi)抽濾瓶，松開(kāi)抽濾瓶端的膠塞，用洗瓶把水注入燃燒管，溶解吸收試管和注射器里面剩余的氨氣。再用鑷子取出濾紙，丟棄，最后用洗瓶沖洗兩端開(kāi)口的試管，備用。

四、實(shí)驗(yàn)二改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象

1.如圖2連接好儀器，止水夾夾緊橡膠皮管，用鑷子在燃燒管兩端分別放入一根濾紙條，調(diào)整使之貼著燃燒管壁，并且面向?qū)W生，用酚酞試液把濾紙條全部浸濕。

2.用滴管從濃氨水的瓶子里吸取半滴管的濃氨水插到抽濾瓶上，塞緊膠塞，把滴管里的濃氨水全部滴入抽濾瓶底，然后點(diǎn)燃酒精燈，緊接著松開(kāi)止水夾。很快，就可以看到揮發(fā)出來(lái)的氨氣依次使濾紙條從左到右變紅色，受熱膨脹的氣體推動(dòng)注射器的活塞

運(yùn)動(dòng)。

3.實(shí)驗(yàn)完畢，撤酒精燈，松開(kāi)注射器處的橡膠管，把它放入裝有水的燒杯中，注射器中儲(chǔ)存的氣體也可注入燒杯的液面以下以吸收尾氣。

4.待抽濾瓶冷卻后，止水夾夾緊橡膠管，移開(kāi)抽濾瓶，松開(kāi)抽濾瓶端的膠塞，用洗瓶把水注燃燒管，溶解吸收試管里面剩余的氨氣。再用鑷子取出濾紙，丟棄，用洗瓶沖洗燃燒管，備用。

五、改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1.兩端開(kāi)口的試管可架在鐵架臺(tái)，加上濾紙條面積較大，容易讓學(xué)生看清整個(gè)變色過(guò)程。

2.浸濕了酚酞試液的濾紙條變色的先后次序和變色過(guò)程可以直觀說(shuō)明分子擴(kuò)散的方向和路徑，也直觀說(shuō)明了加熱使分子運(yùn)動(dòng)的速度加快。

3.需時(shí)短，在預(yù)先按圖連接好裝置，先放置好濾紙條的情況下，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的操作過(guò)程，均不超過(guò)兩分鐘，節(jié)約等待時(shí)間，利于課堂教學(xué)。

4.燃燒管可以在簡(jiǎn)單沖洗甩干后重復(fù)使用，無(wú)需特別干燥。

5.濃氨水用量少，揮發(fā)產(chǎn)生的氨氣可以?xún)?chǔ)存在抽濾瓶中，還可重復(fù)使用，減少了污染，也利于事后的無(wú)害化處理。

6.燃燒管和注射器中剩余的氨氣，可以很方便地通過(guò)加水的方法全部溶解，在操作得當(dāng)?shù)那闆r下，幾乎完全無(wú)泄露，有利于

環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

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