自制化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器在初中化學(xué)教學(xué)中的妙用

張　偉

（江蘇省灌南縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)，江蘇灌南　223500）

引　言

化學(xué)變化的主要現(xiàn)象是發(fā)光、放熱、變色、放出氣體、生成沉淀等，要觀察到這些現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)就必須在透明容器中進(jìn)行?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)要求反應(yīng)容器對(duì)各類(lèi)物質(zhì)都有一定的耐腐蝕性，許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)需在加熱條件下進(jìn)行。但是買(mǎi)來(lái)的常用儀器有時(shí)不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的需要，所以自制儀器對(duì)完成實(shí)驗(yàn)有很大幫助。下面就來(lái)給大家介紹幾種自制的儀器和實(shí)驗(yàn)[1]。

一、自制儀器作用大，一管可多用

用酒精噴燈將一支試管的中間部位加熱，當(dāng)玻璃變紅變軟后將試管彎曲成45°，然后將彎曲部分的外側(cè)加熱便于開(kāi)一個(gè)圓孔，最后將另外一支試管與圓孔對(duì)接成雙叉試管。（注：試管的規(guī)格無(wú)嚴(yán)格的要求，可因材而取，用玻璃管加工也可以。）

（一）演示二氧化錳在制取氧氣中的催化作用

將雙叉試管的兩個(gè)支管分別裝入少量的氯酸鉀晶體和二氧化錳粉末，用酒精燈加熱二氧化錳。幾分鐘后，用帶火星的木條插入管口，木條不能復(fù)燃，說(shuō)明無(wú)氧氣生成。移動(dòng)酒精燈加熱氯酸鉀至熔化，用帶火星的木條插入管口，木條復(fù)燃但火焰不明亮說(shuō)明產(chǎn)生少量的氧氣。撤離酒精燈，迅速將二氧化錳粉末放入氯酸鉀中，再用帶火星的木條插入管口，木條立即復(fù)燃，火焰明亮，說(shuō)明產(chǎn)生大量的氧氣，經(jīng)過(guò)這樣改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，清楚地觀察到二氧化錳在氯酸鉀分解制氧氣中的催化作用。

（二）制取氫氣實(shí)驗(yàn)

在雙叉試管的兩個(gè)支管中分別裝入適量稀硫酸和少量鋅粒，支管相交處用塑料窗紗間隔。不用氫氣時(shí)，將裝有鋅粒的支管朝上，酸與鋅粒分開(kāi)，不能發(fā)生反應(yīng)；需要用氫氣時(shí)，將裝有鋅粒的支管朝下，酸與鋅粒接觸，迅速發(fā)生反應(yīng)，放出氫氣。

（三）鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉實(shí)驗(yàn)

在雙叉試管的兩個(gè)支管中分別裝入少量碳酸鈉和碳酸氫鈉晶體，然后裝好實(shí)驗(yàn)裝置。用酒精燈加熱碳酸鈉，燒杯中澄清石灰水不渾濁，說(shuō)明碳酸鈉沒(méi)發(fā)生化學(xué)變化，無(wú)二氧化碳?xì)怏w生成。當(dāng)移動(dòng)酒精燈加熱碳酸氫鈉時(shí)，澄清的石灰水立即變渾濁，說(shuō)明碳酸氫鈉受熱分解，放出二氧化碳?xì)怏w[2]。

（四）電解水實(shí)驗(yàn)

電解水實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置，電極用電爐絲制作，外套塑料管，末端露出約1厘米作連接電源用。將一個(gè)裝滿(mǎn)10%～15%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液的雙叉試管倒立在水槽中。電解時(shí)用直流電源，電壓為6～12伏特，接通電源后，兩級(jí)立即發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)殡p叉試管體積小，又用電爐絲作電極，故產(chǎn)生的氫氣和氧氣比接近2∶1。

（五）滅火器的實(shí)驗(yàn)

向雙叉試管的兩個(gè)支管中分別裝入濃鹽酸和碳酸鈉溶液，用插有導(dǎo)管的塞子塞緊雙叉試管，然后把雙叉試管倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。鹽酸和碳酸鈉立即發(fā)生反應(yīng)，放出大量的水和二氧化碳?xì)怏w，起到滅火的作用。

（六）溫度對(duì)化學(xué)平衡影響實(shí)驗(yàn)

我們可以向雙叉試管中裝入二氧化氮與四氧化二氮混合氣體，并使其混合均勻，然后用軟木塞將兩支試管堵塞，讓它們形成互不相通的兩部分。通過(guò)觀察，等到三個(gè)部分的混合氣體顏色完全相同時(shí)，再借助橡皮塞塞緊雙叉試管口。同時(shí)，將雙叉試管一端的支管放在冷水中，而另一支試管放在熱水中，大約經(jīng)過(guò)一分鐘后，我們就會(huì)觀察到在冷水中的那一支試管中的混合氣體顏色明顯變淺，這說(shuō)明降低溫度可以使化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)，生成較多的四氧化二氮?dú)怏w，從而使混合氣體的顏色變淺。同時(shí)，還可以觀察到放在熱水中的那一支試管中的混合氣體顏色明顯變深，同樣說(shuō)明溫度升高可以使化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)，生成較多的二氧化氮?dú)怏w（呈紅棕色）。但是，中間的混合氣體顏色還保持原樣，我們可以用此作為氣體顏色前后變化的對(duì)比，從而起到參照物的作用。

二、自制儀器解煩惱，廢物可回收

隨著課程改革的發(fā)展需要，化學(xué)實(shí)驗(yàn)已成為學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐的一部分，要求教學(xué)中應(yīng)該注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)。每年都有理化生實(shí)驗(yàn)考核，經(jīng)常會(huì)考到二氧化碳的制取與性質(zhì)這一實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)需要消耗大量的稀鹽酸及大理石，反應(yīng)后廢物的處理是一個(gè)麻煩的問(wèn)題。不但要有固體回收桶，還要有液體回收桶，就這樣學(xué)生光靠?jī)A倒的方式不可能把大理石和稀鹽酸徹底分離，如果不徹底分離，反應(yīng)還會(huì)繼續(xù)，這樣一來(lái)二氧化碳就會(huì)不斷產(chǎn)生，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境變?cè)愀狻Ｈ绾伟汛罄硎拖←}酸徹底分開(kāi)呢？經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的思考，受到茶杯濾網(wǎng)的啟發(fā)就自制了此固體和液體分離桶。

（一）制作方法

一個(gè)塑料桶（口的直徑大約30厘米）、一個(gè)三腳架（直徑比塑料桶略小）、塑料紗網(wǎng)一塊。

（二）妙用方法

實(shí)驗(yàn)完的廢渣、廢液一起從紗網(wǎng)上倒下，這樣大理石和稀鹽酸就能徹底分開(kāi)了。此裝置還可用于分離顆粒狀與液體混合物。

三、自制儀器替代常規(guī)儀器，環(huán)保又節(jié)約

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很多常規(guī)儀器可以用生活中的物品替代，這樣不僅能充分利用生活中一些廢棄物品，又能使學(xué)生養(yǎng)成勤儉節(jié)約的習(xí)慣，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。例如，我們可以用一次性輸液器代替導(dǎo)管，用青霉素小藥瓶代替錐形瓶，用注射器代替分液漏斗等。

實(shí)驗(yàn)中用到的儀器包括一次性輸液器2套、青霉素小藥瓶4個(gè)（帶膠塞）、一次性注射器2 個(gè)（10ml）；用到的藥品包括大理石細(xì)顆粒、稀鹽酸、澄清石灰水、鋅粒、稀硫酸。

（一）二氧化碳的制取及性質(zhì)

在干凈的青霉素小藥瓶中裝入幾顆大理石細(xì)顆粒，塞緊膠塞，用一次性注射器吸取稀鹽酸，插到青霉素小瓶中，制成微型氣體發(fā)生裝置。然后，用一次性輸液器較細(xì)處的塑料管做導(dǎo)管，一端插入裝有大理石的青霉素小藥瓶上，另一端連接收集裝置。我們可以用向上排空氣法收集二氧化碳于青霉素小藥瓶中，收集幾瓶備用；還可以把產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w通入盛有澄清石灰水的青霉素小藥瓶中。

（二）氫氣的制取及性質(zhì)

在干凈的青霉素小藥瓶中裝入鋅粒，塞緊膠塞，用一次性注射器吸取稀硫酸，插入青霉素小瓶中，制成微型簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器，制取氫氣。用一次性輸液器較細(xì)處的塑料管做導(dǎo)管，驗(yàn)純度后，裝一支微型燃?xì)涞募庾鞆澒埽ㄓ米⑸淦麽橆^），點(diǎn)燃。調(diào)節(jié)氫氣火焰，可看到純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，反應(yīng)生成物可以用干燥的青霉素小藥瓶檢驗(yàn)，瓶?jī)?nèi)壁有水霧出現(xiàn)。

結(jié)　語(yǔ)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自制儀器體現(xiàn)了新課程改革的精神，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)、環(huán)保意識(shí)也有非常大的幫助，所以要求化學(xué)教師從改革創(chuàng)新、素質(zhì)培養(yǎng)的高度來(lái)看待自制化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的積極作用，積極參與自制化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，讓自制化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器真正走進(jìn)課堂，服務(wù)課堂。