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摘要:氨氣是中學階段接觸的唯一堿性氣體，對于初學者而言，對氨氣性質的理解來源于操作簡單、現象明顯的噴泉實驗。而對氨氣噴泉實驗本質原理的透徹分析后，便能對其他的氣液噴泉實驗類型進行舉一反三，所以氨氣噴泉實驗的地位舉足輕重。為培養創新型師資，提高師生的探究意識，結合教材實驗的一些不足之處，本文設立了的將氨氣的制取、收集、性質及噴泉實驗融為一體的實驗。實驗結果表明實驗效果非常明顯，既有利于改善原始實驗的不足之處，又有利于培養學生的創新與探究意識。

關鍵詞:氨氣噴泉實驗;一體化;實驗改進

0引言

高中化學中，抽象、繁雜是大多數學生對化學的整體認知，所以在教學中，演示實驗對于學生學習枯燥的化學知識有莫大的幫助。對演示實驗的進行適當的改進，毋庸置疑，是高中化學教學改革推進的必然。氨氣是高中階段唯一接觸的堿性氣體，該氣體極易溶于水的性質以及其水溶液呈堿性的性質在高中階段都是非常重要的知識。噴泉實驗出現在高中化學必修一第四章第四節，可通過該實驗非常明顯的宏觀實驗現象讓學生明確氨氣主要的兩個性質(氨氣易溶于水、氨氣水容易呈堿性)。2020年全國Ⅲ卷高考第十題便考查到了學生對噴泉實驗原理的理解，如圖1所示，在氨氣噴泉實驗的基礎進行延伸，如果不借助實驗演示，學生很難理解掌握這些性質。氨氣的噴泉實驗很好地同時詮釋了氨氣這兩個性質，所以對這個實驗的演示顯得非常有必要。必修一教材上對其實驗的操作示范是:提前制備、收集好純凈干燥的氨氣并密封保存好，在課堂上將收集好氨氣的圓底燒瓶瓶塞換成演示噴泉實驗時要用的帶有膠頭滴管、長玻璃導管的瓶塞，再進行氨氣的噴泉實驗演示，如圖2所示。教材中設計原實驗裝置及方法存在較多缺點:(1)從收集好到演示噴泉實驗過程中，需更換塞子，容易造氨氣泄露，污染環境，不符合綠色化學的思想;(2)若氨氣泄露，會造成噴泉實驗現象不明顯;(3)此種設計，要求收集氨氣的圓底燒瓶必須足夠干燥，不然就有可能現象不明顯;(4)試劑藥品用量較大;(5)在操作過程中，發現打膠頭滴管的塞子并不好操作，容易造成漏氣，從而演示不成功。本著以上這些的劣勢，本文計劃將氨氣的制取、收集、噴泉實驗及性質檢驗進行一體化完成，讓操作更簡便、節約資源、保護環境的角度，對該實驗裝置進行改進優化，既可以保證在課堂上短時間內有效演示，又可以培養學生嚴謹的科學態度和社會責任感。

1實驗的改進設計

1.1裝置的創新與改進

為使整個裝置的課堂演示更方便、高效，筆者將氨氣的制取、收集、噴泉實驗三者融為一體。氨氣的制取和噴泉實驗的引發都改為注射器，對試劑的需求量更少，操作更方便，此裝置可隨關隨停，為防止過量的氨氣逸出污染環境，設置了尾氣處理裝置，以便增強學生的環保意識。

1.2原料改進

教材實驗制取氨氣是將固體氫氧化鈣與固體氯化銨混合加熱，采用向下排空法收集氨氣，并用濕潤紅色石蕊試紙驗滿，此方法耗時較長，且無尾氣處理，不便于進行課堂演示。為能快速收集滿氨氣，筆者選用在氫氧化鈉固體上滴加濃氨水可以快速制取氨氣，操作方便、無需加熱，速率快，滿足課堂演示實驗的需求。

2實驗裝置及原理

整套改進裝置如圖1所示，強氧化鈉溶于氨水使平衡體系中氨氣濃度增大，再利用氫氧化鈉的溶解放熱，使氨氣從溶液體系中逸出從而制備氨氣，產生的氨氣進入圓底燒瓶，多余的氨氣進入尾氣處理裝置。待氨氣收集滿后，將注射器中的水注入圓底燒瓶，氨氣極易溶于水，迅速溶解，形成負壓，大氣將燒杯內的水壓入燒瓶，形成噴泉。

3改進實驗

3.1實驗用品

實驗儀器:250mL圓底燒瓶、500mL燒杯(2個)、大試管、針管2個(30mL、5mL)、橡膠塞1個、止水夾3個、乳膠管。實驗試劑:濃氨水、氫氧化鈉(固體)、蒸餾水、酚酞溶液等。

3.2實驗操作過程及現象

(1)連接好裝置如圖3所示，檢查好組裝裝置的氣密性。(2)向A燒杯內盛有3/4的蒸餾水(提前滴加幾滴酚酞，B燒杯內盛有少量蒸餾水尾氣處理);試管中轉入少量強氧化鈉固體，試管上方的注射器里裝入約20mL左右的濃氨水;圓底燒瓶下方的注射器中加入約5mL的蒸餾水。(3)關閉止水夾b，打開止水夾a和c，把濃氨水緩慢注入試管內，可以觀察到試管及B燒杯均有大量氣泡產生，說明氨氣正在產生并收集，直至收集滿氨氣為止(B燒杯無氣泡時)。(4)等試管內的反應結束時，關閉止水夾a、c，將燒瓶下方注射器中的注入圓底燒杯后，打開止水夾b，可以看到A燒杯內酚酞溶液沿導管上升逐漸進入到燒瓶內，形成非常明顯的紅色小噴泉，如圖2所示(依次為:未形成、充入1/3/、2/3、充滿)。

3.3實驗優點

(1)本實驗將氨氣的制備、收集、性質的驗證及尾氣處理等多合一，可以在一套裝置中將氨氣的多個知識進行整合性學習、系統性學習。(2)氨氣的制備、收集、噴泉實驗演示操作簡便，隨用隨開，隨關隨停。所涉及實驗不需分步進行，不需加熱、換瓶操作，可以一氣呵成，步驟不繁瑣，操作簡單。(3)符合綠色化學理念:涉及實驗試劑原料使用量少，強氧化鈉固體只需要幾克，濃氨水10mL便可以收集滿一圓底燒瓶，體現節約型原則;產生多余的氨氣進行尾氣處理，不存在氨氣泄露污染環境的問題。(4)演示現象明顯，可連續使用，燒瓶無需干燥，實驗引發快速，整個操作在3min內便可完成，有利于做課堂演示實驗。4注意事項要達到本實驗能夠在課堂上廣泛應用，現象必須迅速且明顯，必須做到以下兩點:(1)裝置的氣密性要好，否則收集氨氣收集不滿，難以達到明顯的噴泉效果或者難以將噴泉充滿整個燒瓶。(2)濃氨水的量不要少于10mL，否則充不滿250mL圓底燒瓶;注射器中的蒸餾水不要少于5mL，否則內外壓強差不明顯，形成的噴泉效果不明顯。

參考文獻

［1］吳星.對高中化學核心素養的認識［J］.化學教學，2017，(5):3.

［2］人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研發中心.義務教育教科書化學(上冊)［M］.北京:人民教育出版社，2019:110-111.

［3］王鈺瑋.“氨溶于水的噴泉實驗”改進［J］.中學生數理化•教與學，2019，(01).

作者：李婭 單位：達州嘉祥外國語學校