注射器在微型化學實驗改進中的妙用*

李耀軍

（清水縣一中 甘肅 清水 741400）

《普通高中化學課程標準（實驗）》中指出：“鼓勵學生和教師充分利用生活中的常見用品和廢棄物，設計富有特色的實驗和實踐活動。［1］”而微型化學實驗更有利于學生動手，發展學生的實驗技能，培養學生的創新意識和創新思維能力。以上這些要求也正是我們課題組開展微型化學實驗研究的主導思想。下面幾例就是我們課題組通過長期的實驗和研究，利用醫用注射器等廢棄物改進的課本實驗微型化的裝置。通過學生在實驗室的操作和實踐，取得了良好的效果。現予以說明。

一、實驗改進裝置與說明

實驗裝置圖

實驗實物圖

裝置主要由30mL注射器 （2支）、50mL注射器（1支）、醫用輸液管一根（分3段）、醫用輸液三通管（1個）、醫用輸液控制閥（3個）組成。本裝置是課題組成員經過多年教學實踐設計而制作的，體現出微型、簡便、高效、綠色的科學環保低碳理念，解決了個別課本演示實驗在實驗過程中的環境污染、現象不太明顯以及藥品用量大的問題。

二、應用舉例

1．氣體與氣體反應的實驗改進

［實驗 1］H2S與 SO2反應的實驗改進［2］

（1）按實驗裝置圖連接好儀器，檢查裝置的氣密性；

（2） 用 50mL注射器丙吸取約 30mL1∶1的 H2SO4，排出空氣后用封口塞封住注射口；

（3）取兩支30mL注射器，分別拔出活塞，平放注射器，用藥匙或紙槽分別將大約1g Na2SO3固體和1g FeS固體送入注射器的底部。將活塞插上，并慢慢推動活塞，排出注射器內的空氣（注意要慢慢輕推，以防將試劑沖出）；

（4）將注射器丙按裝置圖連接好，打開A、B、C三個控制閥，輕推注射器丙的活塞，待排盡裝置內的空氣后，連接到注射器甲和乙；

排盡裝置內的空氣實驗操作

（5）打開A、C控制閥，將稀H2SO4壓入裝有FeS固體的注射器中，反應一段時間后，再關閉A控制閥同時打開B控制閥，將稀硫酸壓入裝有Na2SO3固體的注射器中，再關閉B控制閥。控制反應產生的氣體體積比約為2∶1（注意產生SO2氣體的體積與Na2SO3固體的變質程度有關）；

混合氣體實驗操作

（6）打開A控制閥，將甲注射器內反應后的液體吸入丙注射器中后關閉A控制閥；再打開B控制閥，將乙注射器內反應后的液體吸入丙注射器中后關閉B控制閥。（這步操作的關鍵是甲和乙兩支注射器要直立）；

（7）關閉C控制閥，同時打開A、B控制閥，將H2S氣體壓入SO2氣體中，這時可以看到注射器內管壁上有水珠和黃色固體生成（壓強越大，反應效果越明顯，為了使實驗效果明顯操作時可同時按壓甲、乙兩支注射器的活塞）；

反應后實驗結果

（8）把反應后的剩余氣體慢慢壓入NaOH溶液中，待反應完全后，把反應后的溶液倒入廢液缸中。

2．液體與液體反應的實驗改進

［實驗 2］Fe（OH）2的制備實驗改進［3］

（1）按實驗裝置圖連接好儀器，檢查裝置的氣密性；

（2）向一支30mL注射器甲中加入一些用砂紙打磨過的小鐵釘或鐵絲并吸入少量水 （為了排盡空氣而吸水），在醫用輸液管及50mL注射器中吸入經過煮沸的稀H2SO4（確保排盡空氣）。另一支30mL注射器乙中吸入過量的新制NaOH溶液（經過煮沸），重新連接好裝置；

（3）打開A、C控制閥，關閉B控制閥，將稀H2SO4壓入裝有小鐵釘或鐵絲的注射器甲中，關閉C控制閥。這時觀察到注射器甲中有氣泡產生，待其反應完畢后，再次打開A、C控制閥，將氣體壓入50mL注射器丙中；

（4）關閉C控制閥，打開A、B控制閥，將新制的NaOH溶液壓入反應后的溶液中，這時就可以看到有白色絮狀沉淀Fe（OH）2生成。

3．液體與固體反應的實驗改進

［實驗 3］ 同濃度的 HCl與 Na2CO3、NaHCO3反應速率大小比較的實驗改進［4］

（1）按實驗裝置圖連接好儀器，檢查裝置的氣密性；

（2）分別向兩支30mL的注射器甲和乙中加入大約各0．3g的Na2CO3和NaHCO3粉末，在50mL的注射器中吸入大約10mL的稀HCl（注意排盡輸液管中的空氣），重新連接好裝置；

（3）打開 A、B、C 三個控制閥，將稀 HCl壓入兩支30mL的注射器中，關閉C控制閥。這時就可以看到，NaHCO3與稀HCl的反應要比Na2CO3與稀HCl的反應劇烈得多，注射器的活塞移動的也快（如下圖）。從而證明同濃度的HCl與NaHCO3反應時要比與Na2CO3反應時速率要快的多，而且劇烈。該實驗還可以從另外一個角度證明產生CO2氣體的量與固體質量之間的關系。

實驗對比圖

三、裝置優點

通過以上改進，使整個實驗步驟和操作大大簡化，達到了實驗微型化的特點，并且實驗中需要的物品學生很容易找到，降低了實驗成本，尤其適用于實驗條件落后的地區和學校。在實驗過程中，試劑用量少、現象明顯，趣味性強，很容易調動學生的實驗積極性，充分體現了新課程的理念。

用注射器改進的微型實驗還很多，以上實驗的設計和改進僅是我們課題組在實際教學中的一些個案。我們要在日常的實驗教學中，不斷反思，反思實驗原理、反思實驗裝置、反思操作細節、反思失敗實驗［5］。只有經常反思，才能提高化學教師的實驗素養和科研能力，才能開發出符合學生認知特點的微型化實驗裝置。

［1］ 中華人民共和國教育部．普通高中化學標準 （實驗稿）［S］．北京：人民教育出版社，2002

［2］ 人民教育出版社化學室編．高中化學1（必修）［M］．北京：人民教育出版社，2007：115－116

［3］ 人民教育出版社化學室編．高中化學2（必修）［M］．北京：人民教育出版社，2007：79－80

［4］ 人民教育出版社化學室編．高中化學1（必修）［M］．北京：人民教育出版社，2007：29

［5］ 盛錫銘．淺談化學教學中的實驗反思［J］．化學教學，2012，（8）：54－55