Y型試管在中學化學實驗教學中的應用

Y型試管并非中學化學實驗室的常規儀器，因其在結構上的特點，Y型試管在中學化學實驗中具有獨特的用途。

一、驗證SO2的氧化性

典型反應：SO2+2H2S=3S↓+2H2O。我們知道SO2和H2S都是有毒氣體，它們的制備、存儲和實驗操作都存在一定的困難，而且如果毒氣泄漏的話還可能污染環境、殃及生命，因此不少教師傾向于用動畫模擬或實驗錄像等方式來代替實驗演示，效果往往不如實際操作的具體形象，學生印象不深刻。如果用Y型試管來做這個實驗的話，則能起到事半功倍的效果。

1.儀器和試劑

Y型試管、干燥管（帶單孔塞）、脫脂棉球；

Na2S粉末、Na2SO3粉末、稀硫酸、NaOH溶液。

2.操作步驟

將Na2S粉末和Na2SO3粉末分別置于Y型試管的兩支管中，將浸有氫氧化鈉溶液的棉球塞在干燥管球內，將稀硫酸滴入Y型試管中，稀硫酸在Y型試管交匯處一分為二，分別與兩種固體反應，生成H2S氣體和SO2氣體，兩氣體相遇產生大量黃色沉淀。為防止過量的H2S氣體和SO2氣體污染空氣，在滴入稀硫酸后，應迅速將干燥管（帶單孔塞）蓋在Y型試管上。

3.實驗效果說明

本實驗（如圖1）與傳統的實驗裝置（如圖2）相比，其優點：一是制取H2S氣體和SO2氣體的反應在同一個容器中進行，簡化了實驗裝置，減少了實驗步驟，操作簡單。二是反應時間短，時效性強，實驗現象明顯。三是藥品用量少，減少了化學有害物質對環境的污染，具有微型化和綠色環保的特點。

二、實驗拓展

1.有毒氣體的制備和驗證實驗。將銅片和品紅溶液分別置于Y型試管的兩支管中，將潤濕的藍色石蕊試紙貼于Y型試管口內壁，將浸有氫氧化鈉溶液的棉球塞在干燥管球內，實驗前在有銅片的支管里滴入濃硫酸。如此可同時進行二氧化硫的制備、酸性和漂白性實驗。此外將蔗糖與品紅分別置于Y型試管的兩支管中，可進行濃硫酸特性試驗。

2.混合氣體的爆炸實驗。將KMnO4粉末和鐵粉分別置于Y型試管的兩支管中，將濃鹽酸分別滴入兩支管中，試管口上塞上帶玻璃導管的橡膠塞，將混合氣體通入洗潔精水中，用數碼相機（開閃光燈）對準產生的氣泡照射，由此H2和Cl2在光照下反應會爆炸的實驗就會迎刃而解，而且危險性小，操作簡單。

3.對比實驗。溫度、濃度、催化劑對反應速率的影響都可以在Y型試管中進行。現以如何定量地對比不同濃度的鹽酸和鋅反應速率的快慢為例，在Y型試管一端放一小片鋅片，在另一端用膠頭滴管注入兩滴管鹽酸，讓兩者一次性混合，同時用秒表開始計時（如圖3）測出收集到相同氣體體積所消耗的時間。這樣做可以定量地測得相同時間內，不同濃度的鹽酸與鋅反應生成氣體的體積的多少，從而確定反應速度的大小，比起定性的比較不同濃度的鹽酸與鋅反應速率的快慢，直接用肉眼觀察同一時間內氣泡產生的快慢或者直接用手感覺同一時間內試管外壁溫度的高低的方法更加準確可信，而且操作簡單。

三、小結

Y型試管雖不是中學化學實驗的常規儀器，但卻是一種用途廣泛的組合式氣體實驗裝置，它不僅降低了實驗難度，增加了實驗的時效性，而且適合學生分組實驗，從而使學生學會控制實驗的技巧，體驗科學探究的快樂，更好地理解化學知識與技術之間的關系。教學實踐已表明，精妙的組合式裝置是探究者控制化學反應現象的“遙控器”，是反映科學探究過程的“顯示器”。在提倡探究學習的今天，Y型試管的應用，符合微型實驗的要求，遵循綠色環保理念，可以說這是今后實驗教學改革的基礎，必將引起大家重視。

參考文獻

[1]張建波，施力爭等.有毒氣體實驗的集約化設計[J].化學教學，2011（5）：44-45.

[2]王金龍，唐雨露.組合氣體實驗裝置的特點及設計策略[J].化學教學，2007（5）.

（責任編輯 羅 艷）