作品的创新设想
高中《化学》必修一教材设有二氧化硫的性质演示实验。在教室演示时,由于没有通风设备,实验后学生咳嗽的、捂着鼻子的都有,影响了师生健康。为此很多教师都不做演示,而选择讲实验。而在教学内容中,SO2和NO2气体对大气的污染只有文字介绍和2幅图片,学生没有直观印象。因此我就想设计一个密闭容器解决这些问题。在大家的帮助和支持下,我利用大量的业余时间,经过反复研究,精心制作,多次进行实验和改进,完成了该装置制作。
作品的创新点
(1)该作品在研制过程中没有参考别人的类似实验装置。
(2)整个装置能完成二氧化硫的制取和性质的实验,实验现象明显且环保。
(3)演示酸雨的形成和危害形象直观。
(4)尾气吸收液能重新利用。
作品的特点
作品利用耐酸碱的透明材料制作,使学生能够很清楚地观察实验现象,从而得到正确的结论。整个装置是密闭的,操作过程也是密封的,保证不泄露气体。操作简单,节约时间,特别是“酸雨”形成后落下使箱子里的植物很快死亡,给学生强烈的感官冲击,使他们真正了解酸雨的形成过程及其对生物生存的危害,从而培养学生爱护环境、保护环境的意识,达到教育的目的。该装置还可用于氯气、氨气、二氧化氮等有害气体的性质与制取的实验演示。
作品的基本原理和使用
在该装置反应器中加入Na2SO3,从分液漏斗中加入稀硫酸进行反应,制取的SO2气体通过导气管通到密闭箱中,分别用活塞拉导气管和装品红溶液、石蕊溶液及酸性高锰酸钾溶液的小烧杯,它能使品红溶液褪色、使紫色石蕊溶液变红、使紫色高锰酸钾溶液褪色,多余的气体从上方的导气管通入装有NaOH溶液的小盒中被吸收。然后从烧杯中取出导管,同时点燃酒精灯,加热铁盒里的热水产生水蒸气,水蒸气和SO2气体在密闭箱中形成酸雨落下,滴在密闭箱中放置的植物上,使植物死亡。实验过程中,如果Na2SO3不足,可将尾气吸收盒开关打开,里面的Na2SO3溶液可再利用。
1.密闭箱;
2.尾气管(用于排出多余气体);
3.加NaOH溶液口;
4.开关(放出吸收液Na2SO3);
5.分液漏斗;
6.Na2SO3加入口;
7.反应箱(制取SO2气体);
8.废液排出口;
9.乳胶管;
10.烧杯座(放盛试剂的小烧杯,可在活塞移动带动下移动换试剂);
11.装试剂小烧杯;
12.酒精灯(加热水产生水蒸气);
13.小铁罐(盛热水);
14.移动活塞(拉动导气管和烧杯底座);
15.封闭门(放入试剂和生长的植物)
作品的结构
作品结构如图1。
图2 装置实物
图3 实验演示
该项目获得第26届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科教制作类一等奖。
专家评语
本项目针对中学教学中污染较为严重的实验,以巧妙的构思创造性地设计了一个酸雨形成和危害演示的装置。实验效果明显,展示内容齐全,条理清晰。综合来看,本项目是一件非常成功的教学制作作品。