氨气喷泉实验的研究与改进

1、氨气喷泉实验的研究与改进曾广华 搜集整理新课程强调,“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学探究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力”。氨气的喷泉实验在中学化学中具有举足轻重的地位,是历年高考考查的重点内容之一。我们在前人研究的基础上,对原实验进行了改进创新。下面列出几种氨气喷泉实验的改进方法，供同行们在教学过程中参考选用。（一）氨气的喷泉实验的改进方法一利用课本实验装置来进行喷泉实验,需要事先收集好氨气,这不利于学生掌握氨气的制取,而且事先收集到的氨气可能外逸,从而导致实验效果不好,甚至失败。为了解决这一矛盾,对氨气的喷泉实

2、验进行了以下改进。1、实验用品塑料瓶(矿泉水瓶或可乐瓶)、小试管、橡皮筋、尖嘴玻璃管、短玻璃导管、烧瓶、橡胶管、橡皮塞(双孔两个)；浓氨水、氢氧化钠固体(或生石灰)、酚酞溶液、水。2、实验装置图(见图1)图13、实验原理利用浓氨水的挥发性,在浓氨水中加入氢氧化钠固体(或生石灰)后,氢氧化钠固体(或生石灰)溶于浓氨水中放出热量,加速了浓氨水的挥发,迅速放出氨气。4、实验操作及现象（1）将小试管用橡皮筋固定在尖嘴玻璃管上(图1b),然后向塑料瓶中加入适量水,滴入酚酞振荡。（2）照图1a安装好实验装置,双手握紧烧瓶检验装置的气密性。（3）在小试管中加入适量的浓氨水、氢氧化钠固体(或生石灰),迅速将其

3、伸入烧瓶内,重新安装好装置,观察现象。这时可以看到小试管中有气泡放出。烧瓶中空气由D处橡胶管排出,当烧瓶中空气排完后,在D处用夹子夹住。多余的氨气就会由尖嘴导管排入塑料瓶中,溶于水后便可观察到瓶中酚酞试液变为红色。（4）反应完毕,用一只手的食指按住瓶塞上的短玻璃管C处,另一只手挤压塑料瓶,使少量水进入烧瓶,即可形成美丽的喷泉。通过堵住C处手指的控制,可调节塑料瓶中进气量,使之产生一定的负压,这样可控制喷泉大小,延长喷泉持续的时间,突出了实验现象。5、实验优点（1）把气体的收集和喷泉实验的装置连成一个整体,无需事先收集氨气,操作简单、易于进行,成功率高。（2）可节约时间和药品,整个实验可在5mi

4、n内完成；药品用量少,实验可向微型化方向发展。（3）喷泉可随意控制、延长持续时间,突出了实验现象。6、注意事项（1）所加药品的量需根据烧瓶的大小适当调节。（2）药品的加入要迅速,避免生成的氨气大量外逸,污染教学环境。（二）氨气的喷泉实验的改进方法二传统的喷泉实验装置复杂、药品用量大、耗时长,不利于学生自主探究活动的开展,难以实现人人动手操作的欲望。为此,在原实验的基础上大胆改进创新,将其应用于演示氨气的喷泉实验和学生的自主探究活动中,取得了良好效果。1、实验材料试管、一次性输液器、单孔塞、单球干燥管、脱脂棉、一次性注射器、尖嘴导管、胶帽、烧杯、木板、纤维板、铁条。2、实验装置图(见图2)图2试

5、管 三通管 单孔塞1 控制开关1 控制开关2塑料导管单孔塞2干燥管尾气吸收装置尖嘴导管11胶帽 12烧杯 13支架板 14铁圈 15底座3、装置制作方法（1）基本装置的制作：取一套一次性输液器,以瓶塞穿刺器作为三通管,以药液过滤器(将少量脱脂棉塞于其中)作为尾气吸收装置,以输液管作为导管,以流量控制器作为控制开关。取化学实验室常用的胶帽来连接干燥管的细口端和尖嘴导管。将试管、烧杯、干燥管等部件按图2a组装即可。（2）支架的制作:以厚木板作为底座,将纤维板竖立订于底座上,用铁条弯成大小适宜的铁圈,穿过纤维板并固定好。如图2b所示。4、实验操作步骤（1）在烧杯内注满水,并向其中滴入2-3滴酚酞溶液

6、。（2）用1支一次性注射器抽取2mL水,将其少许注入尾气吸收装置内,使脱脂棉得到湿润。（3）将注射器内的针头穿过单孔塞2(注意要擦去针头外壁的水),以备用。（4）取下试管,向其中加入约0.2gNaOH固体后,塞上单孔塞1。将控制开关1和控制开关2分别调整为关闭和打开状态。（5）用另1支注射器抽取约1mL浓氨水,通过单孔塞1注入到试管内。此时浓氨水迅速分解,产生的氨气通过塑料导管进入到干燥管内,这时可以观察到插入水中的导管口有气泡冒出,干燥管内的空气逐渐被赶出。（6）当导管口周围的水变红时,即证明氨气已集满干燥管。此时应立即打开控制开关1,关闭控制开关2,使剩余气体进入到尾气吸收装置中。（7）推

7、动注射器活塞向干燥管内注入1mL水(或手捂干燥管1min左右),片刻后喷泉喷出。（三）氨气的喷泉实验的改进方法三按教材的装置图进行氨与水反应的喷泉实验,由于采用胶头滴管挤压水,会出现胶头滴管的水不容易挤入圆底烧瓶，或挤入圆底烧瓶的水太少,而不容易在烧瓶内形成负压,导致喷泉实验的失败,现对此实验的装置进行改进。1、实验用品铁架台、500ml圆底烧杯、一端拉细的玻璃管、止水夹、约600ml的塑料瓶、玻璃管；浓氨水、氢氧化钠固体、水、酚酞试剂。2、改进后的实验装置图（见图3）图33、实验组装及操作步骤（1）找一个约600ml塑料瓶(如洗瓶或矿泉水瓶),并在塑料瓶侧上端用红铁丝烫一个直径1.5cm的透

8、气孔,按实验装置图组装好,并检查装置的气密性。（2）用氨水与氢氧化钠固体反应收集满一瓶干燥、纯净的氨气,并按装置图组装好(橡皮塞塞住烧瓶之前,要将止水夹夹住橡皮管,以免漏气)。（3）给塑料瓶加水到侧上端透气孔附近,并滴入2ml酚酞试剂(液体不能从透气孔溢出),按装置图组装好实验装置。（4）左手握住塑料瓶,并用大拇指堵住透气孔,打开止水夹,然后右手轻轻挤压塑料瓶体,使一些水进入圆底烧瓶,松开大拇指,美丽而有力的喷泉立即喷发。4、实验的注意事项（1）圆底烧瓶要干燥。（2）氨气要充满圆底烧瓶。（3）实验装置的气密性要好。（4）挤入圆底烧瓶的水不能太少。（5）塑料瓶的侧上端的透气孔要大小适当。5、实验

9、改进后的优点（1）改进后的实验装置的气密性好,操作简单。（2）采用塑料瓶挤压水,改变了胶头滴管挤入水太少,而圆底烧瓶内不容易形成负压,保证不了实验的成功性的情况。（3）实验的成功率高,喷泉有力。（4）本实验装置也适用于氯化氢、二氧化硫等其他气体的喷泉实验。（四）氨气的喷泉实验的改进方法四将课本中由氢氧化钙和氯化氨两种物质混合加热制取氨气,改为用浓氨水,不需要加热,利用其挥发性,得到氨气。利用5mL一次性注射器吸入浓氨水,可作氨的喷泉实验好几次。1、实验用品铁架台、圆底烧瓶、烧杯、尖嘴导管、玻璃管、橡皮管、5mL注射器、一次性输液管插头、止水夹；水、浓氨水、酚酞试液。2、实验装置图(见图4)一次

10、性输液管插头 、止水夹 水 5mL注射器 浓氨水图43、实验操作步骤（1）装置准备好后,在烧杯中加入适量水,并滴入酚酞试液。（2）在止水夹的胶管上套上空注射器,关上止水夹、,打开止水夹,往外抽动活塞至5mL刻度线处,关止水夹,取下注射器推出空气,然后再套上,这样反复十来次。（3）接着套上装有5mL浓氨水的注射器,打开止水夹,将浓氨水推入。（4）稍后关上止水夹,再打开止水夹,将水推入,接着,打开止水夹,一会儿就可看到美丽的红色喷泉。（5）实验完毕后,若取下两个注射器,打开止水夹、,烧瓶中的液体会自动流出(用另一烧杯接住)。（6）再装上注射器,重复上述操作,可做几次氨的喷泉演示。4、实验优点（1）氨水用量少。（2）减少了加热制氨气所需的时间,避免了在加热条件下强碱对试管的破坏。（3）减少了氨气的污染。5、注意事项由于在步骤（2）中产生了负压，故在步骤（4）中关闭止水夹之前，要消除负压，否则容易使学生误认为（2）中产生的负压形成的喷泉。（五）氨气的喷泉实验的改进方法五用一支50mL试管收集满氨气，塞上插有针头的橡胶塞，再将一支50mL注射器吸满含酚酞溶液的水，塞在针头上，挤压少量含酚酞溶液的水到试管中，立即见到试管内形成红色喷泉，注射器的活塞也随之自动向上移动，现象十分明显。改进后的实验趣味性强