《噴泉實驗》課堂演示技巧
2012-04-29 00:00:00張寶瓊
中學教學參考·理科版 2012年1期
化學教學中，有許多實驗必須在課堂教學過程中進行，這樣既可以直觀演示某化學物質的特性，提高課堂教學效果，又可激發學生學習興趣，把抽象的知識，通過課堂演示，形象化地印在學生的腦海里，比單純地用言語描述或使用幻燈片演示化學物質的特性，效果明顯。但是能否在課堂上演示實驗，受很多條件限制，不僅要考慮安全，材料是否價廉易得，能否在較短時間內完成，而且要保證成功率高。
氯化氫（HCl）氣體和氨氣（NH3）都有同樣的特性，都易溶于水。這兩種氣體都能在瞬間溶于水，產生較大壓力差，都可在課堂上演示“噴泉”實驗。該選哪一種氣體進行課堂演示呢？先看HCl氣體和NH3氣體與水溶解的體積比，1個體積的水分別可以溶解500體積的HCl氣體、700體積的NH3氣體，溶解度越大的產生壓力差越大，形成“噴泉”的“動力”就越大，故最好選用NH3氣做“噴泉”實驗。
那么我們是預先在實驗室制備好NH3還是在課堂上現用現制呢？
根據以往的經驗，在實驗室用固體銨鹽和固體堿加熱產生NH3，不僅廢時費力，而且實驗不易成功，因為教師要提前到實驗室準備，同時NH3極易溶于水，制備時，收集到的NH3因“受潮”而在短時間內“不見了”，實驗成功率極低。因此教師應先準備好干燥的圓底燒瓶、導氣管、棉花團，這些實驗用品必須經過干燥，尤其在潮濕的天氣時。我選擇在課堂上現用現制取NH3，藥品是濃氨水（最好未開封）和固體NaOH。
圖（1）是制取氨氣的裝置。實驗前準備好一只500mL的平底燒瓶，一只500mL的圓底燒瓶，三只100mL的圓底燒瓶。
圖（3）是三位學生參與的實驗裝置圖。
第一，先把約20gNaOH放入平底燒瓶，再加入氨水約300mL。如果是先加入NH3水再加入NaOH固體，由于NaOH溶于水放出大量的熱，同時立即產生大量的NH3，不方便收集。加入氨水的同時，一手拿住收集氣體的圓底燒瓶，馬上塞入帶有導氣管的膠塞，收集氣體，當用濕潤的酚酞試紙在棉花外檢驗NH3已經盛滿時，慢慢移出集氣瓶，迅速塞上如圖（2）、圖（3）帶有導氣管和橡皮管的塞子，注意下面要用止水夾夾住，倒立放在預先準備好的鐵架臺上。
第二，收集好氣體后，教師先演示圖（1）實驗。為了確保有較好看的“噴泉”，圖（1）中的長玻璃管上端要與圓底燒瓶的頂部有足夠的空間，且一定要有較小尖嘴，這樣才能保證“噴泉”有較長時間的“傘形”。另外盛放酚酞溶液的燒杯要用500mL的大燒杯，內盛300mL以上的酚酞溶液，以免“抽干”致噴泉“短命”。
演示時，先打開止水夾，由于內外壓力一樣，還未產生噴泉，后擠壓出滴管內少量的水，會迅速產生噴泉。
第三，讓三位學生按圖（3）裝置進行演示實驗。圖（3）與圖（2）的差別是，圖（3）橡皮塞內無預先吸水的滴管。一定要先引導學生思考怎樣讓該裝置形成噴泉。用手捂熱已打開止水夾的小圓底燒瓶，由于分子體積受熱膨脹，小圓底燒瓶內的NH3會迅速溶解于燒杯內的水中，小圓底燒瓶內外馬上產生壓力差并形成噴泉。
總之，要確保形成的噴泉形狀美并且時間較長，要注意實驗器材的選擇和保持干燥，并且注意裝置安裝技巧和實驗操作技巧是非常關鍵的。只要在教學實踐中不斷探索和總結，必定能在短時間內成功地在課堂上成功演示美麗的噴泉實驗。
(責任編輯 廖銀燕）
