对氯化铵受热分解实验的思考

屈春芸

一、关于氯化铵受热分解实验的思考必修1第四专题第二节《氮肥的生产和使用》部分有一个“活动与探究“是利用加热氯化铵固体让学生感受铵盐的热不稳定性，其反应原理是：氯化铵受热产生氯化氢和氨，氨和氯化氢在上升的过程中遇冷，又反应产生了氯化铵。这个变化过程看起来非常像物理中的升华现象，很多学生对是否发生了化学反应表示疑惑，另外因氯化铵受热分解时在试管口几乎检测不到氨，所以很多教师即使明白原理，也不能通过明显的实验现象展示给学生看。那么怎么才能证明氯化铵在受热过程中确实发生了化学反应呢？

实验1用湿润的红色石蕊试纸放在氯化铵固体试剂瓶口，没有明显现象，说明氯化铵常温下几乎不分解（可以做氯化铵固体与碳酸氢铵固体的对比实验，后者常温分解，可以闻到强烈的氨气味，可以使放在瓶口附近的pH试纸变蓝）。

实验2加热氯化铵固体，在试管口几乎闻不见氨气味，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口没有明显现象，只能观测到部分白色固体由试管底部“搬家”至中部。

实验3将pH试纸伸进试管里，看到试纸变蓝。多组实验验证之后，此现象具有非常高的重现率，说明氯化铵在受热过程中确实是发生了分解，产生了氨，但是不能检测到氯化氢。

思考猜想可能是因为氨扩散速率比较快，所以试纸伸入试管口就可以检测到，而氯化氢扩散比较慢，因此未在试管口检测到，那么是不是试纸快速伸入加热氯化铵的试管的更深处就可以检测到氯化氢呢？实验4用长木棒（木棒顶端放有润湿的pH试纸）快速伸入正在加热氯化铵固体的试管中，pH试纸明显变红。多次实验验证，此现象有非常高的重现率，说明加热氯化铵产生氯化氢气体。

思考上述两个实验（实验3、实验4）都是学生在做实验的时候一些不规范的操作引起的，但是实验现象明显，确实也可以说明一些问题。由此，进一步分析得出证明氯化铵分解的实验思路：要检验氨，必须除去氯化氢，要检验氯化氢，必须除去氨。因此设计如下实验。

图1实验5取少量氯化铵固体于试管中，棉花上分别均匀蘸取碱石灰和无水氯化钙固体，疏松地塞在试管口，分别加热试管（类似于实验室加热固体制取气体的装置，如图1）。用湿润的pH试纸靠近试管口检验，可以观察到pH试纸分别变蓝、变红。不足之处在于需要做两次实验，不够环保，个别组实验时棉花有被烧焦的情况。

对上述实验继续进行改进，可以同时检测出氨和氯化氢。实验6如图2所示组装仪器，检查气密性，装入药品。（1）关闭止水夹B，打开止水夹A，加热氯化铵固体，可以看到靠近A处的试纸变蓝，说明产生了氨气。（2）关闭止水夹A，打开止水夹B，可以看到靠近B处的试纸变红，说明产生了氯化氢。（3）同时打开止水夹A和B，可以看到在Y形管处生成白烟，说明氨和氯化氢又反应生成氯化铵。氯气和金属铁、铜反应的实验改进（4）带气球的具支试管可以缓冲气流，并防止氨和氯化氢逸出。图2（5）看到现象即可停止，防止在Y形管处生成太多氯化铵固体堵塞导管。改进之后的的优点：试纸显色非常明显，另外可以看见气体在Y形管和具支试管中重新生成白烟（氯化铵）的过程，而且实验在封闭体系中进行，无污染。

二、关于氯化铵分解实验改进过程的思考

本实验设想最初是由学生一个偶然的操作错误：将试纸伸入试管中而不是靠近试管口发现的，将小木棒（木棒顶端放有润湿的pH试纸）伸入试管靠近底部固体处也是一个错误的实验操作，但是两个实验现象非常明显，学生一下子就明白一定是发生了化学反应，并且强烈的好奇心让学生继续探索这个实验，进行改进，然后相对严密、环保、能说明问题的整套装置就产生了（图2）。所以教师要放手让学生去做实验，甚至是一些危险性不是很大或者危险性可控的实验，也可以在充分考虑的前提下，尝试放手让学生去做。（收稿日期：2015-07-15）