對“分子在不斷運動”實驗的改進

代道強

對“分子在不斷運動”實驗的改進

代道強

人教版義務教育課程標準實驗教科書化學九年級上冊第三單元《自然界的水》中，課題2“分子和原子”中“分子在不斷運動”的探究實驗，雖然實驗現象明顯，反應速度較快，但實驗過程中揮發出來的氨氣沒做任何處理，揮發到空氣中易污染環境，加之用小燒杯裝氨水，所需藥品量大，不能充分體現綠色化學“實驗量少、回收重復利用、對環境污染小(無污染)”的原則。在實際教學中，筆者對該裝置進行了5個改進：一是用塑料瓶(或塑料管)代替大燒杯形成密閉環境；二是用廢棄藥瓶代替小燒杯裝濃氨水；三是用滴有酚酞溶液的濾紙代替加有無色酚酞試劑的小燒杯；四是實驗藥品多次重復利用；五是將氨氣分子和滴有無色酚酞試劑接觸瞬間變色改為依據氨氣分子運動路徑(總體向上運動)滴有酚酞溶液的濾紙自下而上逐漸變紅，取得明顯的實驗效果。

一、改進優點

1.污染小

用塑料瓶代替大燒杯，實驗后用橡皮塞密閉后集中處理，整個實驗在密閉環境中進行，揮發的氨氣對教室、實驗室空氣污染小，確保學生和教師身體健康。

2.藥瓶用量少

改小燒杯盛裝氨水為帶瓶塞的小藥瓶盛氨水，改2個盛放滴有酚酞溶液的小燒杯為直接在濾紙條上滴加酚酞溶液，藥品用量少(若用裝棒冰的塑料管等直徑小的塑料管代替塑料瓶作為密閉容器，藥品用量更少)。

3.可重復利用

小藥瓶中的氨水和用過的濾紙都可重復利用。

4.速度快

將實驗裝置改為直立狀態，氨氣分子向上運動速度快，達到縮短實驗時間的目的，提高了課堂效率。

5.凸現分子擴散運動的痕跡

在整個實驗過程中，懸掛滴有酚酞溶液的濾紙自下而上逐漸變紅，很直觀地反映了實驗中氨氣分子的運動路徑(總體向上運動)，現象明顯，趣味性強，效果好。

二、實驗裝置

1.實驗裝置圖(如圖1～圖4所示)

圖1 探究分子在不斷運動裝置分解圖

圖2 探究分子在不斷運動裝置圖

圖3 探究分子在不斷運動實驗結束裝置圖

2.實驗原理

利用濃氨水的揮發性，打開盛裝濃氨水的小藥瓶瓶蓋(如圖2所示)，通過由塑料瓶制作的密閉通道，氨氣分子運動到滴有酚酞溶液的濾紙上時，氨氣分子溶于水形成氨水，使滴有無色酚酞溶液的濾紙變紅。隨著氨氣分子向上運動，氨分子遇到濾紙條上滴下的酚酞溶液，自下而上依次變紅。

3.實驗裝置制作

(1)材料：廢舊礦泉水(純凈水)瓶2個，寬透明膠1圈，橡皮塞2個，小鐵夾1個，小藥瓶1個(根據所選塑料瓶口徑的大小選擇注射用頭孢美唑鈉、參麥注射液等廢藥瓶)，濃氨水，無色酚酞溶液，濾紙條。

(2)制作：取2只規格一致的塑料瓶，保留上部的16 cm去掉底部(除掉的底部可以做圖4實驗中所需的盛水容器。用寬透明膠帶將去掉底部的2只塑料瓶粘在一起(如圖1所示)，取一只廢舊胸牌上的小夾子，用細鐵絲固定在一只橡皮塞上(如圖1所示)，將濾紙剪成寬0.8～1.0 cm的長條，濾紙條長度也可根據密閉容器的長度靈活掌握；將濃氨水裝入小藥瓶用瓶蓋蓋緊備用。

三、實驗步驟及現象

1.操作

(1)實驗前，按實驗裝置圖制作和準備實驗儀器(裝置如圖1所示)。

(2)在濾紙條上自下而上按一定間距滴加無色酚酞溶液(裝置如圖1所示)。為增加趣味性，也可以在濾紙條上用無色酚酞溶液按一定間距畫圓圈、小花等圖案。展示，濾紙條上不變紅。

(3)將滴有無色酚酞溶液的濾紙條用橡皮塞上連接的小夾子夾住，固定在塑料瓶瓶口的一端。

(4)拔掉塑料瓶另一端瓶口的橡皮塞，打開裝有濃氨水小藥瓶的瓶塞，將塑料瓶瓶口罩在小藥瓶的瓶口上，盡量壓緊(裝置如圖2所示)。觀察實驗現象。

(5)實驗結束后，蓋緊裝有濃氨水的小藥瓶的瓶塞，以備下次使用；用橡皮塞蓋緊塑料瓶瓶口，以便處理實驗廢氣(裝置如圖2所示)。

2.現象

滴有酚酞溶液的濾紙條自下而上逐漸變紅。

3.結論

氨氣分子運動到滴有酚酞溶液的濾紙上時，氨氣分子溶于水形成氨水，使滴有無色酚酞溶液的濾紙變紅。說明分子在不斷地運動。

在整個實驗過程中，滴有酚酞溶液的濾紙自下而上逐漸變紅，很直觀地反映了氨氣分子的運動路徑(總體向上運動)，所需時間短，實驗現象明顯，趣味性強，效果好。若同時用2套裝置做一組對比實驗(裝置如圖4所示)，一組放在冷水中，一組放在熱水中，放在熱水中的濾紙自下而上變紅的速度更快，可以直觀地驗證“溫度越高，分子運動速度越快”的特點。

2011-10-20

代道強，本科，中教高級。

湖北省廣水市實驗中學。