长柄V形玻璃管在化学实验中的新应用

雍世伟+李德前

摘要：利用长柄V形玻璃管，改进了沪教版九年级化学教科书上加热碳酸氢铵、二氧化碳的化学性质、探究燃烧的条件、探究微粒的运动等实验。改进后的实验现象明显、操作简便、药品节约，而且在教师演示和学生分组实验的实践中收到了很好的效果。

关键词：长柄V形玻璃管；化学实验改进；实验探究

文章编号：1005–6629（2016）11–0070–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

江苏省特级教师李德前老师曾研制了一种化学仪器，叫长柄V形玻璃管。顾名思义，长柄即一段约15cm的直玻璃管；V形管即一段单边约8cm的V字形支管，如图1所示。

笔者利用长柄V形玻璃管改进了课本上多个化学实验，无论是用于课堂演示，还是在分组实验上，都收到了良好的效果。下面结合具体的教学实践，分别介绍如下。

1 “加热碳酸氢铵”实验

进行该课本实验时（实验装置如图2所示），由于学生初学化学，对碳酸氢铵的消失错误地认为是受热升华了，对闻到的刺激性气味还以为是碳酸氢铵的气味。对此，教师通过进一步分析和解释，学生才能最终明白。因为在该实验中，没有对生成的新物质进行验证，仅仅通过刺激性气味不足以说明碳酸氢铵受热分解了。某次化学课上课代表为了能够更清楚地了解碳酸氢铵分解出的氨气，凑到蒸发皿前去闻气味，结果导致该同学多天不舒服。况且，氨气直接逸散，对空气有污染，对学生有伤害，不利于培养学生的环保意识。

1.1 改进装置

改进后的实验装置如图3所示（夹持装置省略）。

1.2 实验步骤和现象

（1）将滴有无色酚酞试液的棉花球放在长柄的右端，少量碳酸氢铵粉末放在长柄的中部，再将少许澄清石灰水注入V形管内（液面以刚好接触上管壁为宜），用橡皮塞塞紧长柄管口，然后将实验装置固定在铁架台上。

（2）点燃酒精灯，先预热，后对准药品加热；一会儿棉球变红，澄清石灰水变浑浊，长柄玻璃管内壁上出现水珠，最终固体全部消失。

（3）熄灭酒精灯，然后拆开装置，清洗、整理仪器。

1.3 注意事项

（1）碳酸氢铵的量要尽量少，这样产生的氨气少，对空气造成的污染也少。

（2）提醒学生不要凑到V形玻璃管口去闻气体的气味。

（3）棉球与碳酸氢铵尽量离得远一些，防止棉球受热燃烧。

2 “二氧化碳的化学性质”实验

课本上安排的“二氧化碳的化学性质”实验是分开进行的（实验装置如图4）。教师在授课时，把汽水中产生的二氧化碳先通入紫色石蕊试液中，观察到紫色石蕊试液变红；然后在制备二氧化碳时，通入澄清石灰水，观察到澄清石灰水变浑浊；最后收集二氧化碳，倾倒二氧化碳进行灭火。这样，操作起来比较复杂。

2.1 改进装置

改进后的实验装置如图5、图6所示（夹持装置已省略）。

2.2 实验步骤和现象

（1）用镊子夹取3～4小块石灰石轻轻放入V形玻璃管中，用带有止水夹K1的单孔橡皮塞封闭长柄左端管口，然后固定在铁架台上。

（2）将长柄左端的导管插入盛有10mL紫色石蕊试液的试管中，关闭止水夹。

（3）将少许稀盐酸注入（或滴入）V形管内，液面以刚好接触上管壁为宜，V形玻璃管底立刻产生大量气泡，迅速用带有止水夹K2的单孔橡皮塞塞紧V形玻璃管口，另一端导管插入盛有10mL澄清石灰水的试管中。

（4）观察到澄清石灰水变浑浊；关闭K2，打开K1，一会儿紫色石蕊试液变红色。

（5）撤去澄清石灰水，将导管插入放有如图6所示的小烧杯中。关闭K1，打开K2，一段时间后观察到下层的蜡烛先灭，上层的蜡烛后灭。

（6）实验结束拆开装置，清洗、整理仪器。

2.3 注意事项

（1）当固液接触反应后塞紧橡皮塞时，要保证两个止水夹不同时关闭，防止由于产生的二氧化碳不能逸出，导致压强过大，把橡皮塞顶掉。

（2）尽量使用小烧杯，这样需要的二氧化碳的量较少，以体现节约原则。

3 “探究燃烧的条件”实验

教科书第99页“练习与实践”第2题中的实验：通过铜片上的红磷、热水中的白磷没有燃烧，而铜片上的白磷燃烧来验证燃烧的条件（实验装置如图7）。该实验白磷燃烧时产生的白烟“五氧化二磷”会逸散，造成空气污染。

3.1 改进装置

改进后的实验装置如图8所示（夹持装置已省略）。

3.2 实验步骤和现象

（1）把两支相同的长柄V形玻璃管固定在两个铁架台上。

（2）分别从两个长柄管口将少量等量的白磷和红磷放在离V形玻璃管较近位置，塞紧橡皮塞；分别从两个V形玻璃管口将少量等量的红磷和白磷放在V形玻璃管底。

（3）分别从两个V形玻璃管口倒入100℃的热水，以超过上管壁尽量多一些为宜。

（4）一段时间后，两个V形玻璃管里热水中的白磷、红磷和左边长柄里的红磷没有燃烧，而右边长柄里的白磷燃烧起来，产生了许多白烟。

（5）实验结束拆开装置，清洗、整理仪器。

3.3 注意事项

（1）热水的量尽可能多一些，以保证热量传递，能使右边长柄中的白磷温度较快达到着火点，使其燃烧。

（2）两个长柄管口要各塞一个橡皮塞，防止产生的白烟逸散，污染环境。

（3）在V形玻璃管口附近不要有人，防止因白磷燃烧放热使热水喷出，造成烫伤。

（4）使用的红磷和白磷等量、红磷和白磷放置的位置一样、热水的温度一样，以方便作对比实验。

4 “探究微粒的运动”实验

教科书第63页“观察与思考”，利用“浓氨水的挥发，氨分子的扩散”进行实验（装置如图9），引导学生探究微粒是不断运动的。

4.1 改进装置

改进后的实验装置如图10所示（夹持装置已省略）。

4.2 实验步骤和现象

（1）利用酒精喷灯，做成如图10所示的长柄双V管，固定在铁架台上。

（2）从左端的V形玻璃管口滴入浓氨水，塞紧橡皮塞；从右端的V形玻璃管口滴入浓盐酸，塞紧橡皮塞。

（3）一会儿在长柄的偏右端部分产生许多白烟。

（4）实验结束拆开装置，清洗、整理仪器。

4.3 注意事项

（1）浓氨水与浓盐酸的量不要滴入太多，防止污染空气。

（2）白烟出现的位置偏右，是因为氨气的相对分子质量比氯化氢气体小、氨气的运动速率较快导致的。

总之，利用长柄V形玻璃管改进这些化学实验，不仅药品节省、操作简便，而且现象明显、绿色环保，尤其适合引导学生分组开展实验探究活动。

参考文献：

[1]李德前，杜玉芬.巧用长柄V形玻璃管改进和设计化学实验[J].化学教学，2013，（8）：41～43.

[2]陈立铭，李德前.利用长柄V形玻璃管比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性[J].化学教育，2014，（21）：56～57.

[3]陆春华.“燃烧条件”实验的创新设计[J].化学教学，2016，（4）：77～79.

[4]朱玉忠，李德前.探究微粒运动实验的新设计[J].化学教学，2016，（1）：67～69.