氨與氯化氫反應的實驗裝置改進

張月夢

摘要：氨與氯化氫反應有助于了解氮的化合物的主要性質及在生產(chǎn)中的應用。經(jīng)分析現(xiàn)有文獻，并在已有實驗改進的基礎上，對此實驗進行綠色化和視覺化的改進。改進后的實驗在錐形瓶密閉環(huán)境中進行，無刺鼻氣體選出;實驗現(xiàn)象明顯，便于全班學生觀察，優(yōu)化視覺體驗，提高教學質量。

關鍵詞：濃氨水;濃鹽酸;綠色化;視覺優(yōu)化

文章編號：1008-0546（2019）12-0093-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.029

在2017年版《普通高中化學課程標準》中提出了化學學科核心素養(yǎng)，其中包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學探究與創(chuàng)新意識、證據(jù)推理與模型認知、科學態(tài)度與社會責任。化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗在發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的過程中起到了關鍵的作用。通過引導學生對化學實驗現(xiàn)象進行觀察以及對實驗證據(jù)進行推理來發(fā)展學生“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”素養(yǎng);通過實驗探究發(fā)展學生“科學探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng);在實驗的過程中體驗“科學態(tài)度與社會責任”。

氨與氯化氫反應生成銨鹽，有助于學生了解氮的化合物的主要性質及在生產(chǎn)中的應用。不同版本的教材對氨與氯化氫的實驗反應的設計，操作簡單，現(xiàn)象明顯，但存在一些不足之處。分析如下：（1）人教版高中必修《化學1》中，氨與氯化氫的實驗4-28環(huán)境開放，濃鹽酸與濃氨水揮發(fā)出的氣體有刺鼻味，危害健康;該反應在玻璃棒處進行，不利于后排學生觀察。（2）在魯科版高中化學《化學1》的實驗3-2-7中，兩個集氣瓶上下瓶口相對，兩個玻璃片蓋在瓶口，在將玻璃片抽出過程中，兩個瓶口不能一直對應，并且上端集氣瓶容易滑落，損壞儀器，有二次傷害的可能。

目前，對氨與氯化氫的實驗改進主要分為四類：實驗現(xiàn)象明顯化的改進、實驗環(huán)境的改進、將氨與氯化氫的反應實驗與氨的實驗室制取實驗進行結合、將實驗與分子運動知識結合。以上改進實驗在操作過程中依然有刺鼻氣體漏出、藥品用量較多、不宜在課堂上展示，不符合綠色化學的5R原則，5R原則是指減量化、再利用、再循環(huán)、可再生、拒用。在對已有改進實驗基礎之上對該實驗進行再改進，使學生視覺體驗更加優(yōu)化，實驗現(xiàn)象更加明顯，實驗過程更加符合綠色化、直觀化原則。

一、實驗用品

儀器：不帶針頭的注射器4支（1mL）、錐形瓶3個（250mL）、雙孔橡皮塞2個、三孔橡皮塞1個、氣球3個、玻璃管3個

藥品：濃氨水、濃鹽酸

二、實驗過程

（1）檢查裝置氣密性。

（2）將已抽取0.2mL濃氨水的注射器1號插入到錐形瓶1號，已抽取0.2mL濃鹽酸的注射器2號插人到錐形瓶2號，注完藥品之后，為保證實驗環(huán)境密閉，不將注射器拔下;并讓學生觸摸錐形瓶底部。課前抽取，是因為裝有藥品的試劑瓶內(nèi)藥品較多，在課堂上抽取會揮發(fā)出大量氣體。因為濃氨水與濃鹽酸的現(xiàn)象一樣，這里僅放濃鹽酸的前后對比照片。實驗現(xiàn)象見圖1、圖2：

實驗現(xiàn)象：錐形瓶1、2號內(nèi)慢慢有白霧產(chǎn)生，氣球鼓起。

原因：濃鹽酸、濃氨水具有揮發(fā)性。

（3）將已抽取濃氨水0.2mL的注射器3號與已抽取濃鹽酸0.2mL的注射器4號插入到3號錐形瓶。實驗現(xiàn)象見圖3、圖4：

實驗現(xiàn)象：有成縷的白煙生成，氣球鼓起。

原因：雖然濃鹽酸與濃氨水沒有直接接觸，但兩者均具有揮發(fā)性，揮發(fā)的氨與氯化氫反應，有白煙生成，驗證了分子是不斷運動的，從而將分子運動從微觀轉化為宏觀現(xiàn)象，幫助學生鞏固舊知識。教師可以拿起錐形瓶在教室走動，也拉近了實驗與學生之間的距離，便于學生對實驗現(xiàn)象觀察，體現(xiàn)了進行演示實驗時“走下去，請上來”的特點。

（4）讓學生觸摸瓶底。

實驗現(xiàn)象：感受到瓶底微熱。

原因：氨與氯化氫發(fā)生反應，放出熱量;氨與氯化氫反應是放熱反應。

（5）靜置一會兒，觀察錐形瓶底部，有氯化銨固體生成。實驗現(xiàn)象見圖5：

三、實驗改進的優(yōu)點

（1）實驗減少刺激性氣體的揮發(fā)，體現(xiàn)了實驗的綠色化原則。

（2）當注射器向錐形瓶中注入藥品時，瓶內(nèi)壓強增大，氣球可防止橡皮塞沖出瓶口，導致漏氣，保證環(huán)境密閉。

（3）實驗過程中，教師可以拿起錐形瓶在教室走動，便于全班學生觀察，使學生視覺體驗更加優(yōu)化。

（4）實驗所用藥品各為0.2mL，在節(jié)約藥品的同時，也使實驗現(xiàn)象更加明顯。

（5）實驗不僅體現(xiàn)了氨重要的化學性質，幫助學生復習分子運動知識，而且感受到該反應是放熱反應。

（6）將濃鹽酸、濃氨水注入到錐形瓶中揮發(fā)的白霧現(xiàn)象與錐形瓶3、4號中的實驗現(xiàn)象形成對比，排除了它們揮發(fā)出白霧對實驗產(chǎn)生的干擾。

四、結語

對氨與氯化氫反應的實驗進行改進，所用的濃氨水與濃鹽酸各為0.2mL，體現(xiàn)了實驗的定量性;所需實驗儀器少，便于實驗操作;在實驗過程中，教師可將儀器拿起在教室走動，使學生的視覺體驗更加優(yōu)化。