對氯化銨生成演示實驗放大設(shè)計的探究

張宏羽

實驗名稱：放大氯化銨生成演示實驗。

教材分析：教材中對該實驗的操作過程如下：

藥品：濃鹽酸、濃氨水、脫脂棉。

儀器：燒杯、教頭滴管、表面皿。

實驗過程：將滴有濃鹽酸和濃氨水的兩粒脫脂棉放入燒杯底部，用表面皿蓋住燒杯口，觀察實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：會看到大量白煙在燒杯頂部生成。

實驗結(jié)論：氨氣和氯化氫氣體能夠反應(yīng)生成氯化銨白色固體。

實驗中存在的問題：

1.濃鹽酸是極易揮發(fā)的液體，并且揮發(fā)出來的氯化氫氣體會與空氣中的水蒸氣結(jié)合，現(xiàn)出白霧的現(xiàn)象。濃氨水也是容易分解的液體，分解出的氨氣在空氣中也很容易現(xiàn)出白霧的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的明顯與否由所用試劑的濃度決定，倘若用的濃度大了，沒等看到氯化銨冰晶時就已經(jīng)是一團(tuán)白。

2.濃鹽酸與濃氨水在釋放氯化氫氣體和氨氣時都會同時釋放水蒸氣，以往的實驗都直接忽視水這種物質(zhì)，可是，水作為一種實實在在的化學(xué)物質(zhì)，在一個試驗中，是不能被輕易忽略的，對于初學(xué)的學(xué)生來說，他怎么就知道水在什么樣的反應(yīng)中就“應(yīng)該”被忽略呢，所以增加一個除水的裝置，是對科學(xué)的尊重，也是對學(xué)生探究未知世界，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)習(xí)慣的培養(yǎng)。

3.演示實驗，就是在課上由教師或少數(shù)學(xué)生演示給其他大多數(shù)同學(xué)看的，這就意味著，坐在下面的同學(xué)首先要看到實驗現(xiàn)象，可是很多實驗設(shè)計都只能滿足一小部分同學(xué)的感官，坐在后面的同學(xué)基本和實驗現(xiàn)象“無緣”，這個實驗中也一樣，以往對該實驗的設(shè)計會讓同學(xué)從開始到最后都是一團(tuán)白，也分不清什么時候是白煙，什么時候是白霧。這就需要我們對每一個實驗步驟加以思考和設(shè)計，爭取達(dá)到最好的問題設(shè)疑及教學(xué)效果。

4.在化學(xué)實驗中，排放的廢氣、廢液及廢渣，對我們的生態(tài)環(huán)境是一個極大的污染，大多數(shù)的教學(xué)都會產(chǎn)生太多的污染物，如果都不太注意，不論對學(xué)生和老師的身體健康極其不利，對整個生態(tài)大環(huán)境都是負(fù)影響極大的。在以往的實驗中，該實驗都是能讓學(xué)生清楚的聞到氨氣的氣味，氯化氫氣體雖然讓學(xué)生覺不出太多氣味，但酸性的氣體和難聞的氨氣勢必會對呼吸道有輕微的損傷，特別是對講臺上直接接觸藥品的老師更是傷害更重。所以要選擇一種方式可以讓氣體跑不出來，師生大氣都受益的改善方法。

5.一般在做這個實驗設(shè)計時，都是徹底反應(yīng)完才會停止，不能控制反應(yīng)的進(jìn)程，達(dá)不到隨看隨做、隨做隨停的效果。

綜合以上問題的分析，本著尊重化學(xué)教學(xué)，綠色實驗，隨看隨做、隨做隨停，方便師生，最終改善教學(xué)效果的目的，做了如下思考和設(shè)計：

實驗創(chuàng)新目的：

氮肥含有作物營養(yǎng)元素氮的化肥。元素氮對作物生長起著非常重要的作用，它是植物體內(nèi)氨基酸的組成部分、是構(gòu)成蛋白質(zhì)的成分，也是植物進(jìn)行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。氮還能幫助作物分殖。施用氮肥不僅能提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，本實驗在化學(xué)必修一中的地位也是不容忽視的，它直觀的證明了氨氣能與酸反應(yīng)的事實，為學(xué)生構(gòu)建氮元素的整體知識打下堅實的基礎(chǔ)。

實驗用品：

儀器：干燥管2支、具支試管2支、三通管2個、10cm玻璃導(dǎo)管4根、止水夾

一個、充氣泵1個、乳膠管若干、膠塞2個、棉花團(tuán)兩個。

藥品：濃鹽酸5ml、濃氨水5ml、堿石灰10g、無水氯化鈣10g。

具體步驟：

①根據(jù)實驗裝置圖組裝好器材，并檢查裝置氣密性。

②將所需藥品添加到裝置中，關(guān)閉充氣口的止水夾。

③演示實驗時，先打開充氣口止水夾，并壓擠充氣泵，可看到最上端出氣口冒出大量白煙。

實驗反思

以往該實驗僅是用兩根玻璃棒蘸取濃鹽酸和濃氨水直接接觸，或是將兩團(tuán)棉花沾滿該兩種藥品放在同一燒杯中來看冒白煙的現(xiàn)象，這樣雖然可以看到現(xiàn)象，但無法說明濃鹽酸與濃氨水揮發(fā)出的水是否真的沒有參加反應(yīng)，通過這次的改進(jìn)，不僅可以非常明顯的看到現(xiàn)象，還可以排除水參加反應(yīng)的可能，更可以隨時控制反應(yīng)現(xiàn)象，想看就看、隨看隨停的優(yōu)點(diǎn)，因為很安全，所以可以在教學(xué)中讓學(xué)生直接操作實驗，充分的參與教學(xué)，深受學(xué)生喜愛。

對于實驗本身，從制備到最后使用這個裝置可能會遇到幾個問題：

①因為濃鹽酸和濃氨水都是極易揮發(fā)的，雖然是白霧，可是從視覺上和白煙沒什么區(qū)別，再加上本實驗最后要看到的現(xiàn)象也是要看白煙，如果裝置氣密性不好，就會至始至終“一團(tuán)白”，也就分不清到底有沒有發(fā)生該反應(yīng)，而很多學(xué)校買來的具支試管的支管口處有隱蔽的小破洞，不易察覺，可用吹氣法或水試法來檢驗。

②充氣口處，如果沒有充氣泵可喚作用嘴吹氣來加快反應(yīng)速率，但是如果是學(xué)生操作時，還是不建議使用這種方法的，因為氯化氫氣體和氨氣對細(xì)胞黏膜都是有腐蝕性的，一旦損傷，教學(xué)也隨之陷入僵局，所以要保證安全的基礎(chǔ)上再來開展教學(xué)。

③選用的干燥劑顆粒不要太大，否則干燥就只是一個表面功夫，沒有真正的解決問題。