自制化學實驗儀器在初中化學教學中的妙用

張　偉

（江蘇省灌南縣實驗中學，江蘇灌南　223500）

引　言

化學變化的主要現象是發光、放熱、變色、放出氣體、生成沉淀等，要觀察到這些現象，實驗就必須在透明容器中進行。化學實驗要求反應容器對各類物質都有一定的耐腐蝕性，許多化學實驗需在加熱條件下進行。但是買來的常用儀器有時不能滿足實驗的需要，所以自制儀器對完成實驗有很大幫助。下面就來給大家介紹幾種自制的儀器和實驗[1]。

一、自制儀器作用大，一管可多用

用酒精噴燈將一支試管的中間部位加熱，當玻璃變紅變軟后將試管彎曲成45°，然后將彎曲部分的外側加熱便于開一個圓孔，最后將另外一支試管與圓孔對接成雙叉試管。（注：試管的規格無嚴格的要求，可因材而取，用玻璃管加工也可以。）

（一）演示二氧化錳在制取氧氣中的催化作用

將雙叉試管的兩個支管分別裝入少量的氯酸鉀晶體和二氧化錳粉末，用酒精燈加熱二氧化錳。幾分鐘后，用帶火星的木條插入管口，木條不能復燃，說明無氧氣生成。移動酒精燈加熱氯酸鉀至熔化，用帶火星的木條插入管口，木條復燃但火焰不明亮說明產生少量的氧氣。撤離酒精燈，迅速將二氧化錳粉末放入氯酸鉀中，再用帶火星的木條插入管口，木條立即復燃，火焰明亮，說明產生大量的氧氣，經過這樣改進的實驗，清楚地觀察到二氧化錳在氯酸鉀分解制氧氣中的催化作用。

（二）制取氫氣實驗

在雙叉試管的兩個支管中分別裝入適量稀硫酸和少量鋅粒，支管相交處用塑料窗紗間隔。不用氫氣時，將裝有鋅粒的支管朝上，酸與鋅粒分開，不能發生反應；需要用氫氣時，將裝有鋅粒的支管朝下，酸與鋅粒接觸，迅速發生反應，放出氫氣。

（三）鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉實驗

在雙叉試管的兩個支管中分別裝入少量碳酸鈉和碳酸氫鈉晶體，然后裝好實驗裝置。用酒精燈加熱碳酸鈉，燒杯中澄清石灰水不渾濁，說明碳酸鈉沒發生化學變化，無二氧化碳氣體生成。當移動酒精燈加熱碳酸氫鈉時，澄清的石灰水立即變渾濁，說明碳酸氫鈉受熱分解，放出二氧化碳氣體[2]。

（四）電解水實驗

電解水實驗的改進裝置，電極用電爐絲制作，外套塑料管，末端露出約1厘米作連接電源用。將一個裝滿10%～15%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液的雙叉試管倒立在水槽中。電解時用直流電源，電壓為6～12伏特，接通電源后，兩級立即發生反應，因為雙叉試管體積小，又用電爐絲作電極，故產生的氫氣和氧氣比接近2∶1。

（五）滅火器的實驗

向雙叉試管的兩個支管中分別裝入濃鹽酸和碳酸鈉溶液，用插有導管的塞子塞緊雙叉試管，然后把雙叉試管倒轉過來。鹽酸和碳酸鈉立即發生反應，放出大量的水和二氧化碳氣體，起到滅火的作用。

（六）溫度對化學平衡影響實驗

我們可以向雙叉試管中裝入二氧化氮與四氧化二氮混合氣體，并使其混合均勻，然后用軟木塞將兩支試管堵塞，讓它們形成互不相通的兩部分。通過觀察，等到三個部分的混合氣體顏色完全相同時，再借助橡皮塞塞緊雙叉試管口。同時，將雙叉試管一端的支管放在冷水中，而另一支試管放在熱水中，大約經過一分鐘后，我們就會觀察到在冷水中的那一支試管中的混合氣體顏色明顯變淺，這說明降低溫度可以使化學平衡向放熱方向移動，生成較多的四氧化二氮氣體，從而使混合氣體的顏色變淺。同時，還可以觀察到放在熱水中的那一支試管中的混合氣體顏色明顯變深，同樣說明溫度升高可以使化學平衡向吸熱方向移動，生成較多的二氧化氮氣體（呈紅棕色）。但是，中間的混合氣體顏色還保持原樣，我們可以用此作為氣體顏色前后變化的對比，從而起到參照物的作用。

二、自制儀器解煩惱，廢物可回收

隨著課程改革的發展需要，化學實驗已成為學生學習實踐的一部分，要求教學中應該注重化學實驗。每年都有理化生實驗考核，經常會考到二氧化碳的制取與性質這一實驗。該實驗需要消耗大量的稀鹽酸及大理石，反應后廢物的處理是一個麻煩的問題。不但要有固體回收桶，還要有液體回收桶，就這樣學生光靠傾倒的方式不可能把大理石和稀鹽酸徹底分離，如果不徹底分離，反應還會繼續，這樣一來二氧化碳就會不斷產生，導致實驗室的環境變糟糕。如何把大理石和稀鹽酸徹底分開呢？經過一段時間的思考，受到茶杯濾網的啟發就自制了此固體和液體分離桶。

（一）制作方法

一個塑料桶（口的直徑大約30厘米）、一個三腳架（直徑比塑料桶略小）、塑料紗網一塊。

（二）妙用方法

實驗完的廢渣、廢液一起從紗網上倒下，這樣大理石和稀鹽酸就能徹底分開了。此裝置還可用于分離顆粒狀與液體混合物。

三、自制儀器替代常規儀器，環保又節約

在化學實驗中有很多常規儀器可以用生活中的物品替代，這樣不僅能充分利用生活中一些廢棄物品，又能使學生養成勤儉節約的習慣，增強環保意識。例如，我們可以用一次性輸液器代替導管，用青霉素小藥瓶代替錐形瓶，用注射器代替分液漏斗等。

實驗中用到的儀器包括一次性輸液器2套、青霉素小藥瓶4個（帶膠塞）、一次性注射器2 個（10ml）；用到的藥品包括大理石細顆粒、稀鹽酸、澄清石灰水、鋅粒、稀硫酸。

（一）二氧化碳的制取及性質

在干凈的青霉素小藥瓶中裝入幾顆大理石細顆粒，塞緊膠塞，用一次性注射器吸取稀鹽酸，插到青霉素小瓶中，制成微型氣體發生裝置。然后，用一次性輸液器較細處的塑料管做導管，一端插入裝有大理石的青霉素小藥瓶上，另一端連接收集裝置。我們可以用向上排空氣法收集二氧化碳于青霉素小藥瓶中，收集幾瓶備用；還可以把產生的二氧化碳氣體通入盛有澄清石灰水的青霉素小藥瓶中。

（二）氫氣的制取及性質

在干凈的青霉素小藥瓶中裝入鋅粒，塞緊膠塞，用一次性注射器吸取稀硫酸，插入青霉素小瓶中，制成微型簡易啟普發生器，制取氫氣。用一次性輸液器較細處的塑料管做導管，驗純度后，裝一支微型燃氫的尖嘴彎管（用注射器針頭），點燃。調節氫氣火焰，可看到純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，發出淡藍色火焰，反應生成物可以用干燥的青霉素小藥瓶檢驗，瓶內壁有水霧出現。

結　語

在實驗教學中自制儀器體現了新課程改革的精神，對于培養學生的節約意識、環保意識也有非常大的幫助，所以要求化學教師從改革創新、素質培養的高度來看待自制化學實驗儀器的積極作用，積極參與自制化學實驗儀器，讓自制化學實驗儀器真正走進課堂，服務課堂。