中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中W管的應(yīng)用

孟 彥 宋志貴

中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中W管的應(yīng)用

孟 彥1宋志貴2

（1江蘇省徐州市第五中學(xué) 江蘇徐州 221000；2江蘇省徐州市第一中學(xué) 江蘇徐州 221000）

以常見氣體的制取、鈉和氯氣反應(yīng)、銅與濃硫酸反應(yīng)實驗為例，說明了W管在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用，期望開發(fā)更多適合應(yīng)用W管進(jìn)行的中學(xué)化學(xué)實驗，促進(jìn)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)。

化學(xué)實驗；W管；氣體制取；鈉和氯氣反應(yīng)；銅和濃硫酸反應(yīng)

W管是一種由玻璃管加工而成的形似字母W的玻璃儀器，應(yīng)用這種W管和一些必要的實驗操作可以方便地完成中學(xué)化學(xué)教學(xué)中很多化學(xué)實驗，下面舉幾例加以說明，以引發(fā)老師們對W管在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究。

一、應(yīng)用W管制取常見氣體

中學(xué)化學(xué)中一些用液體和固體發(fā)生反應(yīng)制取的氣體如H2、CO2、O2、H2S、NO、NO2等，我們都可以用W管來制取，達(dá)到操作簡便，隨時制取隨時停止的目的。

實驗裝置為：

實驗方法為：

按上圖連接裝置，實驗時在W管的一端加入適量的液體，在W管的另一端加入固體物質(zhì)，固定在鐵架臺上。然后將W管慢慢傾斜讓液體和固體混合接觸發(fā)生反應(yīng)，就可以生成我們所需要的氣體，當(dāng)生成的氣體滿足要求時，再將W管反方向傾斜，液體流入W管的液體原來位置與固體脫離，反應(yīng)即可停止。

表1 本裝置可以制取的氣體和所需的物質(zhì)

說明：為了讓反應(yīng)生成的氣體順利地向右排出，反應(yīng)時W管應(yīng)稍向上傾斜。在用MnO2作催化劑催化分解H2O2制取O2時，MnO2粉末要用凡士林黏附后加入W管，防止MnO2和H2O2難以分離。

二、應(yīng)用W管進(jìn)行氯氣和金屬反應(yīng)的實驗

鈉和氯氣的反應(yīng)在高中化學(xué)教學(xué)中有著重要地位，做好鈉和氯氣反應(yīng)的實驗對學(xué)生掌握鈉和氯氣的性質(zhì)以及理解離子鍵的概念等有著重要的幫助。但中學(xué)化學(xué)教材中關(guān)于鈉和氯氣反應(yīng)的實驗存在著課前收集氯氣和實驗時氯氣會泄漏的缺陷，我們利用W管對鈉和氯氣反應(yīng)實驗設(shè)計如下。

實驗裝置為：

實驗方法為：

按上圖連接裝置，在W管的一端加入適量的高錳酸鉀固體，在帶橡皮塞的膠頭滴管中吸入濃鹽酸并插入塞緊加入高錳酸鉀固體一端，從另一端放入用濾紙吸凈表面煤油的鈉粒，然后用帶有橡皮塞固定著氣球的導(dǎo)管塞緊，并固定在鐵架臺上。然后擠壓膠頭滴管讓濃鹽酸進(jìn)入W管和高錳酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，當(dāng)鈉粒一端充滿氯氣后，用酒精燈加熱鈉粒，觀察實驗現(xiàn)象。我們可以看到，鈉在氯氣中劇烈燃燒，W管中產(chǎn)生大量白煙。

用這種方法進(jìn)行鈉和氯氣反應(yīng)的實驗，不用進(jìn)行氯氣的收集，又避免了實驗時氯氣的泄漏，實驗方便，現(xiàn)象明顯。利用此裝置在放置鈉處換為鐵絲、銅絲或鐵粉、銅粉即可進(jìn)行鐵與氯氣、銅與氯氣的反應(yīng)實驗。

三、應(yīng)用W管進(jìn)行銅和濃硫酸反應(yīng)的實驗

銅和濃硫酸的反應(yīng)是高中化學(xué)中的重要反應(yīng)，教學(xué)中通過銅和濃硫酸反應(yīng)的實驗讓學(xué)生來認(rèn)識濃硫酸的強(qiáng)氧化性。按照教材中的方法進(jìn)行銅和濃硫酸反應(yīng)的實驗存在著一定的不足，一是說明反應(yīng)生成SO2的品紅褪色需要較長的時間，二是將反應(yīng)物倒入水中時會有SO2逸出。為解決實驗的不足，我們用W管設(shè)計了一種進(jìn)行銅和濃硫酸反應(yīng)實驗的新方法。

實驗裝置為：

實驗方法為：

按上圖連接裝置。在W管的一端加入適量的濃硫酸，另一端加入適量的水，在濃硫酸中加入銅片，在W管內(nèi)壁貼一張濕潤的品紅試紙和一張濕潤的紫色石蕊試紙（如圖），橡皮塞塞緊，導(dǎo)管插入盛有NaOH溶液的試管中，固定在鐵架臺上，W管右端稍向上傾斜。然后用酒精燈對濃硫酸加熱，觀察實驗現(xiàn)象；品紅試紙褪色后，停止加熱，關(guān)閉止水夾，稍冷卻再慢慢傾斜W管，讓濃硫酸和銅的反應(yīng)液流入W管另一端的水中，觀察實驗現(xiàn)象。我們可以看到，在加熱過程中銅片和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)有氣體產(chǎn)生，濕潤的紫色石蕊試紙變紅，濕潤的品紅試紙褪色，溶液開始時變藍(lán)色，不久溶液藍(lán)色消失出現(xiàn)不溶性的渾濁物。將W管傾斜反應(yīng)液與水混合后，渾濁物溶解形成藍(lán)色溶液。

用這種方法進(jìn)行實驗，不但讓學(xué)生觀察到了銅和濃硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象，而且整個實驗過程都在封閉的環(huán)境中進(jìn)行，還避免了SO2氣體逸出造成的污染。教學(xué)中通過引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象的分析全面認(rèn)識銅和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物，對幫助學(xué)生掌握銅和濃硫酸發(fā)生的反應(yīng)起到了積極作用。通過這個實驗還說明了SO2的漂白性有一定的選擇性、局限性，能使品紅褪色而不能使石蕊褪色。

用W管可以方便地進(jìn)行多方面的化學(xué)實驗，有些化學(xué)實驗用W管還可以減少實驗中藥品用量，簡化實驗的操作，有效避免有毒氣體造成的環(huán)境污染等等，因此開發(fā)W管在化學(xué)實驗教學(xué)的應(yīng)用，對我們搞好中學(xué)化學(xué)教學(xué)將會有極大的幫助。

［1］ 王晶，鄭長龍.義務(wù)教育教科書·化學(xué)（上冊）［M］.北京：人民教育出版社，2012

［2］ 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·化學(xué)1［M］.南京：江蘇鳳凰教育出版社，2014：4-25

1008-0546（2017）10-0090-01

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10.3969/j.issn.1008-0546.2017.10.030