氣體實驗微型環保裝置

馬喜軍

摘 要：在新課改理念下微型化學實驗是一種能體現綠色化學理念的化學實驗新技術和新方法，用日常生活用品設計制作的氣體實驗微型環保裝置，體現了綠色化學理念，是創新的低成本教具作品。該教具能滿足教學要求，節省經費，還能啟發學生的創新意識，激發他們學習化學的興趣。

關鍵詞：注射器 制作 綠色化 微型環保 氣體實驗裝置

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）02（c）-0068-01

“綠色化學體現了化學、技術和社會的相互聯系和相互作用，是社會對化學科學發展的新要求，對于人類社會的可持續發展具有重要意義……隨著綠色化學的理念逐步被廣大化學教師所接受，化學實驗綠色化已經成為中學化學實驗改革的新趨勢和新課題。[1]”改進原有實驗裝置、自制微型環保化學教具，無疑也是實現化學實驗綠色化的重要措施之一。為此，筆者采用能體現綠色化學理念的新技術和新方法，用隨手可得的塑料注射器及輸液器零件為材料，設計制作了具有綠色化學理念的氣體實驗微型環保裝置。現介紹如下，誠望同行斧正。

1 氣體實驗裝置圖（如圖1）

2 裝置用途及特點

2.1 用途

用于義務教育課程標準實驗教科書化學九年級上冊第五章第二節“二氧化碳的性質和制法”探究活動[2]。

2.2 特點

（1）在一套氣體實驗微型環保裝置內完成了二氧化碳的制取、收集和檢驗，通過噴泉實驗生動地演示了二氧化碳與氫氧化鈉的反應，增強了實驗趣味性。

（2）通過小注射器加稀鹽酸來控制二氧化碳產生的速率和量，能很好控制實驗進程，能減少了二氧化碳的逸出量，可提高實驗環保程度。

（3）實驗裝置微型、所用試劑微量，綠色化理念在該化學實驗中得了充分體現。

（4）能節省經費，滿足教學要求，還能啟發學生的創新意識，激發學習化學的興趣。

3 制作材料及方法

3.1 制作材料

30 ml和20 ml塑料注射器管各1支，帶針頭5ml塑料注射器1支，丫形三通管一個，中性筆芯桿1支，輸液導管若干，棉花團1個；另備安針嘴上戴小膠帽的30 ml塑料注射器管3支。

3.2 制作方法

（1）如圖所示，用三段約10 mm長的輸液導管8，通過丫形管9分別將20 ml注射器管5、30 ml注射器管7與中性筆芯桿10連接起來。

（2）將取掉推桿的膠活塞3置于20 ml注射器管5中偏下部位，把5 ml注射器1伸入20 ml注射器管5內且針頭刺透橡膠活塞3。

（3）給30 ml注射器管7口部塞一棉花團6；將充當試管用的三支內插中性筆芯桿10的30 ml注射器管11的安針嘴上套上小膠帽12。

4 實驗原理及方法

以二氧化碳的實驗室制法及其性質檢驗為例，對氣體實驗微型環保裝置的用法予以說明。

4.1 實驗原理

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

4.2 實驗試劑

石灰石（或大理石）、稀鹽酸（2︰1）、石蕊溶液、澄清石灰水、氫氧化鈉稀溶液。

4.3 實驗步驟

本裝置由于用輸液導管連接，氣密性特好，實驗前無須檢查氣密性。

（1）如圖1所示，在20 ml注射器管5內下部加入適量細小的石灰石（或大理石），5 ml注射器1內吸入足量稀鹽酸，給30 ml注射器管11內盛少量清水，讓中性筆芯桿10下端保證插入水中。

（2）輕輕推動5 ml注射器1的推桿，逐滴加入稀鹽酸制取二氧化碳，二氧化碳通過丫形管進入集氣用30 ml注射器管7中，緩緩向上排去管內空氣而被收集。稍后取下30 ml注射器管7口部的棉花團，用燃著的木條在管口檢驗二氧化碳。

（3）改用橡膠活塞塞住集氣用30 ml注射器管7管口，將中性筆芯桿10分別插入盛有少量紫色石蕊溶液、澄清石灰水的30 ml注射器管11內，觀察二者的變化。

（4）再將中性筆芯桿10插入盛有適量氫氧化鈉稀溶液的30 ml注射器管11內，再推動5 ml注射器1的推桿，將其中的稀鹽酸全部加入20 ml注射器管5內下部（注意適當將20 ml注射器管5向下傾斜，防止其內液體從安針嘴流入30 ml注射器管11中）；待石灰石（或大理石）消耗殆盡，再輕輕推拉5 ml注射器1的推桿，促使二氧化碳的溶解。過一會將看到氫氧化鈉溶液倒吸入集氣用30 ml注射器管7中，最后幾乎充滿整個氣體實驗裝置。

5 注意事項

（1）實驗裝置的集氣用30 ml注射器管7與中性筆芯桿10保持豎直狀態，與制氣用20ml注射器管5呈45°狀態。

（2）氫氧化鈉溶液的濃度不宜過大。

參考文獻

[1] 彭實，劉鴻.中學化學實驗綠色化研究[M].人民教育出版社，2010，6：4-5.

[2] 江琳才.義務教育課程標準實驗教科書化學九年級上冊[M].科學出版社，2008，6：142-144.