環保易操作現象明顯的創新化學實驗

摘 要 按照發明創造的三性（新穎性、創造性、實用性）和發明創造的方法對初中化學部分實驗創新改進，改進后的實驗在教學中使用實驗更環保、操作更簡單、現象更明顯。

關鍵詞 環保 易操作 現象明顯 創新 化學實驗

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A

1 測定空氣中氧氣含量

人民教育出版社義務教育實驗教科書《化學》第二單元《測定空氣中氧氣含量》的實驗如圖1所示。

1.1 教科書實驗缺點

（1）燃燒匙中紅磷在空氣中點燃，磷燃燒污染空氣。（2）在空氣中點燃紅磷手持燃燒匙、大膠塞和導氣管的組合儀器不方便。（3）燃燒的磷伸入集氣瓶過程中消耗了集氣瓶空氣中的氧氣，紅磷燃燒放出的熱量使集氣瓶中的空氣受熱，結果使集氣瓶內空氣（或氧氣）減少。測得結果不準確。

1.2 創新改進實驗所需儀器

大試管、配套膠塞、導氣管、鐵架臺、酒精燈、燒杯、青霉素藥瓶密封鋁蓋和細銅絲。藥品改為白磷。創新改進后實驗裝置原理圖如圖2所示。

1.3 實驗操作步驟

（1）按圖2連接好儀器，檢查裝置的氣密性。（2）試管中加入約試管容積1/5的水，試管外系上細銅絲。（3）鋁蓋中放入過量白磷，將鋁蓋浮于水面，塞上膠塞，乳膠管上夾上止水夾。（4）加熱試管底部，白磷開始燃燒時慢慢拉動細銅絲使盛放白磷的鋁蓋向上移動，試管中的氧氣全部反應。（5）試管冷卻至室溫，打開止水夾，試管內的水進入約1/5。

1.4 實驗優點

（1）環保：白磷在密閉的試管內燃燒，生成物五氧化二磷不能逸散到空氣中。（2）操作簡單：白磷通過加熱水點燃，免去了在空氣中點燃紅磷手持燃燒匙、大膠塞和導氣管的組合儀器不方便。（3）實驗結果更準確：白磷在密閉的試管內燃燒，避免燃燒的磷伸入集氣瓶過程中消耗了集氣瓶空氣中的氧氣，燃燒放出的熱量使集氣瓶中的空氣受熱，使測得結果不準確。（4）本實驗還可用于一切著火點比較低的可燃物燃燒的實驗。（5）實驗微型化。

2 裝置氣密性檢查

人民教育出版社義務教育教科書《化學》第一單元課題3《裝置氣密性檢查》的實驗如圖3所示。

2.1 教科書實驗缺點

實驗不容易成功，室溫較高的時候實驗更不容易成功。

2.2 創新改進實驗所需儀器

有試管、導氣管和燒杯或需要檢查的裝置和燒杯。

2.3 實驗操作步驟

（1）乳膠管的末端向下慢慢放入盛水的燒杯中，使乳膠管在水中盤旋。乳膠管內充滿了水。（2）膠塞塞入試管，慢慢將乳膠管從水中拿出，若乳膠管不流（滴）出水，裝置的氣密性是好的（如圖4所示）。

2.4 實驗優點

（1）實驗不受室溫的影響。（2）實驗操作簡單。（3）實驗成功率100%。（4）本實驗還可用于一切有導氣管的裝置的氣密性檢查。

3 分子的運動

人民教育出版社義務教育教科書《化學》第三單元課題1《分子的運動》的實驗如圖5所示。

3.1 教科書實驗缺點

（1）污染環境：濃氨水的揮發性很強，該實驗操作中有較多的濃氨水揮發到空氣中。（2）浪費藥品：藥品用得較多。

3.2 創新改進實驗所需儀器

有注射器、試管、膠塞，藥品有濃氨水和酚酞，還需要濾紙條。創新改進后實驗裝置原理圖如圖6所示。

3.3 實驗操作步驟

（1）濾紙條用酚酞溶液濕潤附著在接近試管口的壁上，蓋上膠塞。（2）拿下盛放濃氨水的玻璃瓶塞，蓋上膠塞，注射器針頭插入膠塞吸入少量濃氨水，吸有濃氨水的注射器遠離濾紙條插入膠塞中。（3）慢慢推動注射器活塞使濃氨水滴入試管中，濃氨水不能滴在濾紙條上。觀察實驗現象——濾紙條由下至上逐漸變紅。（4）實驗結束前用注射器推入試管中濃氫氧化鈉溶液吸收氨氣。若要做對比實驗，試管外壁貼一用酚酞溶液濕潤的濾紙條。

3.4 實驗優點

（1）省藥品：酚酞溶液的用量只需濕潤濾紙條。濃氨水小于0.5mL，用注射器逐滴加入濃氨水濾紙條變紅即可。（2）不污染環境：藥品用量少。注射器取濃氨水時基本沒有散發到空氣中。試管中的氨氣用氫氧化鈉吸收。（3）本實驗還可用于易揮發性溶液酸堿性的檢驗。（4）實驗微型化。

4 簡易儲氣裝置

簡易儲氣裝置如圖7所示。該裝置使用的儀器有：1000mL燒杯、500mL燒杯、乳膠管、玻璃管和止水夾。

4.1 簡易儲氣裝置制作

（1）1000mL燒杯中裝入水距燒杯口約2cm。（2）截取長度等于500mL燒杯的深度的直玻璃管和乳膠管連接。乳膠管另一端連接玻璃管。止水夾夾在連接的玻璃管上。（3）長度等于500mL燒杯的深度的直玻璃管連接乳膠管的一端向下（乳膠管彎曲）放入大燒杯水中，玻璃管口露出水面。（4）500mL的燒杯扣住玻璃導管并扣在水面上，按壓500mL燒杯的底部慢慢地將空氣從導管排出，調整500mL燒杯和導管的位置使燒杯中的空氣全部排盡，繼續按壓500mL燒杯看到導管中排出水。止水夾夾在乳膠管上（如圖7所示），便可儲氣了。調整500mL燒杯的位置使水下乳膠管從燒杯的倒液口出來。

4.2 儲氣

（1）檢查發生氣排出的氣體是要存儲的氣體。（2）將發生氣裝置和燒杯外的玻璃管連接，同時打開止水夾，氣體便存儲起來。（3）存儲完畢，夾住止水夾同時斷開發生氣導管。500mL燒杯底部負重可增加儲氣量，但負重過高水會溢出。

4.3 取氣

打開止水夾，按壓500mL燒杯底部便可取氣。控制按壓燒杯底部的力可控制氣流的大小。

4.4 簡易儲氣裝置的優點

（1）裝置簡單：用大小各一個燒杯、導管和止水夾就可以制作。（2）儲氣取氣方便：連接發生氣裝置打開止水夾就可儲氣。打開止水夾按壓小燒杯就可取氣。（3）裝置的大小自定：根據儲氣多少可選擇大小不同的燒杯組裝儲氣裝置。（4）不占用儀器：裝置儲氣完畢拆開使用。（5）易找替代器材制作：可用生活中的大小不同的玻璃杯和輸液管制作儲氣裝置。（6）用途廣：①儲氣；②實驗室收集氧氣、氫氣等難溶于水的氣體氣體，收集并存儲備用；③易于收集一氧化碳還原氧化物實驗中的尾氣（避免了酒精燈常燃點燃處理尾氣浪費酒精，避免了氣球收集尾氣需要膨脹氣球不易收集的缺點），集中處理；④換用兩只小燒杯（大小不同），水改為稀鹽酸。增加木塊，木塊上固定一塑料網，網內放入鋅粒，一同放在小燒杯內液面上，按壓小燒杯底部鋅粒和稀鹽酸接觸制取氫氣，松手木塊浮起反應停止，相當于啟普發生器。

參考文獻

[1] 王根運.發明創造.內蒙古人民出版社，2006.

[2] 課程教材研究所.義務教育課程標準實驗教科書化學.人民教育出版社，2006.