例談注射器在化學實驗中的應用

冉闊

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學實驗是化學教學的重要途徑。課堂演示實驗要求用時短、現象明顯、裝置和操作簡單，最好能做到定性和定量的完美結合。自從初中教材“驗證空氣中氧氣含量的實驗”中出現了注射器，注射器在化學實驗中頻頻出現，其作用也是五花八門，概括起來一般有：促進空氣流通、添加液體藥品、檢驗裝置的氣密性、抽氣、“量氣”、“量液”等等。

在教學實踐中，筆者很重視注射器的使用。例如：

1.將一次性注射器去掉針頭，活塞移至量程的一半位置，將頂端小尾管燒結，即可輕松完成“氣體受壓，體積縮小”的實驗，讓學生親自體驗，效果很好。

2.用20mL注射器吸取10mL水注入空燒杯，再吸取10mL酒精注入燒杯，混合均勻后重新吸入注射器，可直觀地觀察總體積的變化。

3.用煮沸過的蒸餾水配制0.1mol/L的FeSO4溶液和0.2mol/L的NaOH溶液，取兩支注射器分別吸取兩種溶液各2mL。去掉針頭，用短橡皮管將兩支注射器小尾管直接連接，保持NaOH溶液在上，FeSO4溶液在下，將NaOH溶液緩緩推入FeSO4溶液中，可清楚地觀察白色絮狀沉淀由上而下產生，且較長時間保持白色不變。然后將上方注射器去掉，下方注射器緩緩吸入一定量空氣，即可觀察到白色沉淀很快變成灰綠色，最后變成紅褐色。

4.用注射器改進水電解器。

現在詳細介紹其制作過程及使用方法：

【實驗器材】250mL燒杯1只；15×150玻璃管（或相應型號的無底試管）2支； 1mL 和20mL一次性使用注射器各1支；橡皮塞2只（可用生理鹽水瓶膠塞代替，能與上述玻璃管相匹配）；細銅導線2段（可抽取廢舊通訊電纜中的銅導線）；5號電池碳棒2根；薄紙板或塑料泡沫板；蠟燭膠。

【簡易水電解器的制作】

（1）將20mL注射器針頭去掉，換上1mL注射器針頭。

（2）導線兩端各去掉部分絕緣塑料，一端與碳棒一端擰緊，用蠟燭膠將裸露的銅線全部封住。

（3）將兩支玻璃管上端用橡皮塞封住，下端各放入一根碳棒。將兩玻璃管放入燒杯，用帶孔的紙板將其固定。

（4）向燒杯中注入適量稀硫酸。用注射器通過橡皮塞抽取兩玻璃管內的空氣，直至將空氣全部排出。

【使用方法】

（1）將兩條導線分別連接直流電源正負極，打開開關。

（2）當兩玻璃管中收集到足量氣體時，關閉電源。

（3）用注射器抽取負極產生的氣體，讀出體積。然后在針孔處點燃，觀察火焰顏色（火焰大小可通過推動活塞控制）；抽取正極產生的氣體，讀出體積。將針孔對準帶火星的木條，推動活塞，觀察現象。

【裝置特點】

（1）解決了霍夫曼電解器橡皮塞經常漏液的缺陷；解決了用試管做實驗，稀H2SO4或NaOH溶液難以充滿試管以及產生的氣體難以取出的缺陷。

（2）用小號針頭替換大號針頭，既能延長氫氣的燃燒時間，便于學生觀察，又能有效地避免因頻繁使用造成的橡皮塞漏氣，能延長橡皮塞的使用時間。

（3）注射器既可以抽取玻璃管中的空氣，也可以量取產生的氣體，能非常方便地計算出兩電極產生氣體的體積比。

（4）氫氣在針孔處燃燒，克服了用普通尖嘴玻璃管（鈉玻璃）對火焰顏色產生的干擾。

（5）裝置簡單，容易組裝，材料廉價易得；實驗用時短，現象明顯；在不影響效果的前提下實現了實驗的小型化或微型化。