第1个回答 2023-02-07
在化学实验教学中,关于气体的制取实验,以及验证相关气体的性质实验,占有重要的位置。而在课本所述实验中,有的实验在仪器的配置上、操作的过程中相对比较繁琐。如何使实验操作既安全,又简便?现象既易观察,又能体现出仪器多用的特点?通过几年的实践,笔者自制一种利用变形U型管的仪器组合,现象直观,效果显著。
本仪器适用对象:初中化学实验,对氧气、氢气、二氧化碳、一氧化碳四大气体可进行验证和相关的性质实验;高中化学实验,氧化氢、乙烯、乙炔等气体的制取和性质实验。
1 验证二氧化锰对氯酸钾起催
化作用产生氧气的演示实验
以往讲解演示实验操作较为繁琐,需用3支试管进行3次相对独立的验证,才能得出结论。然而使用变形后的U型管,能够在同一仪器中将3个步骤鲜明地展现出来,增强演示效果。实验装置见图1。
1.1 加入药品
加氯酸钾(或过氧化氢)于U型管底,再加二氧化锰于变形后一侧。
1.2 组装装置
在未变形的U型管一侧塞好橡皮塞,并用试管夹夹持此侧。
1.3 加热与验证
1)先给二氧化锰加热,用带火星木条检验,不能复燃。
2)给氯酸钾加热至熔化后,缓慢放出氧气,带火星木条不易复燃。
3)停止加热,降温至氯酸钾将要凝固,立即将二氧化锰倾入氯酸钾中,带火星木条迅速复燃。
这样在同一仪器中就很直观地把二氧化锰对氯酸钾产生氧气的催化作用很好地进行了验证。
2 氢气的制取与性质实验
2.1 组装与操作原理
1)如图2所示,向U型管底部加入适量锌粒,变形的U型管一侧放入适量氧化铜,并用带两个直角导管的双孔胶塞旋紧。
2)将分液漏斗组装在U型管另一侧,连同U型管安装在铁架台上。
3)向分液漏斗中注入适量稀硫酸(1:4)
2.2 验纯
扭开分液漏斗开关,当酸液浸没锌粒后关闭开关,把导气管插入盛肥皂水的表面皿中吹泡,用火点泡验纯。
2.3 经验纯后,做性质验证
1)实验可燃性(罩干而冷烧杯)。
2)氢气流吹肥皂泡。
3)氢气还原氧化铜。
3个步骤可同时进行。
2.4 实验操作效果
减少了实验操作的繁琐性,缩短了实验时间,增强了直观效果。
3 一氧化碳气体的制取与性质验证
初中化学教材上,对于一氧化碳的可燃性和还原性,由于气体的有毒性和操作的繁琐性,教学时一般一带而过,只要求学生掌握反应发生的现象,大大降低直观效果。通过变形U型管装置,可大大降低实验难度,增强可操作性和直观性。
3.1 组装和操作原理
1)如图3所示,向U型管底部加5 毫升98%浓硫酸,变形U型管一侧放入适量氧化铜并用带直角导管的单孔塞旋紧,并于下放一装有澄清石灰水的广口瓶,用双孔塞旋紧。
2)将分液漏斗组装在U型管另一侧,连同U型管安装在铁架台上,并向分液漏斗内加注适量甲酸。
3)用酒精灯均匀加热U型管底部,待将要沸腾时停止加热,拧开分液漏斗开关,滴加适量甲酸,放出一氧化碳气体,并验纯。
3.2 经检验纯净后,进行性质验证
1) 还原氧化铜。
2) 点燃(还原氧化铜后生成二氧化碳气体,经澄清石灰水过滤后,只剩一氧化碳气体被点燃),从而使整个实验操作简便易行,效果显著。
由此可见,通过使用变形U型管的仪器组合,简化了操作的繁琐性,增强了教师演示和学生分组的实验效果,为实验教学的有效开展发挥了积极的作用。■
(作者单位:河北省迁安市上庄初级中学)