气体采样袋在演示实验中的创新应用

摘 要：演示实验是化学课堂教学不可或缺的组成部分。涉及气体性质的演示实验过程中，常常会遇到气体制备耗时过长影响教学进度；事先收集在集气瓶中的气体泄露达不到演示实验预期；课堂上临时制备的气体未经除杂纯度不够导致实验效果不佳。教学中尝试用气体采样袋用于课堂演示实验，方便、快捷、效果好。

关键词：气体；演示实验；采样袋；创新

一、问题的提出

在苏教版《化学2》的“乙烯”这节课中涉及到几个重要的演示实验：

①乙烯与溴水（或溴的四氯化碳溶液）；②乙烯与酸性高锰酸钾溶液；③乙烯的燃烧。传统的教学获取气体的方法是：在课堂当中用浓硫酸、乙醇以及其他一些仪器临时组装、制备气体。耗时在10-15分之间，耗时过长，并且该过程中还存在副反应使制备的乙烯存在像二氧化硫这样的气体杂质，对乙烯气体性质的探究存在干扰，若在制备装置中增加洗气除杂装置，这样导致气体的制备获取在该节课中所占的权重过大。与此类似的还有SO2、Cl2等气体。

如何才能解决将本节课教学时间分配趋于合理，在教学中突出气体性质的探究，使演示实验现象明显呢？问题的症结在于如何解决纯净气体提供。

二、创新思路和方法

基于以上问题的剖析，笔者认为将气体的制备置于课前，将它作为课前准备的一部分，实验时间和空间都有了良好的拓展与延伸。其实在初中科学中涉及O2、CO2性质的实验所需气体都是课前事先备好的。区别在于演示实验中乙烯是“主动方”，以气流形式通入到溴水、高锰酸钾溶液中，故不能储存于集气瓶中，应该将气体收集于具有气体驱赶功能的设备中，气体样品采样正好可以解决储存、驱赶形成气流以及在多个班级上课需要气体量较大的问题。

（一）集气桶的制作（如图1）

取500-1000mL的废弃空瓶（塑料、玻璃材质），除去外表的包装纸并清洗，利用手钻在瓶子底部钻出若干小孔，再将三角漏斗倒置用胶与瓶子底部无缝黏合。

（二）气体的制备、净化、收集与储存

创新实验装置如图2所示：

（1）装置说明：该装置由气体发生部分、净化部分、气体收集部分、手压塑料打气筒、气体采样袋及夹持固定部分组成。

（2）准备：集气桶装满水并倒置于水槽中；手压塑料打气筒处于压缩态；气体采样袋处于真空状态，两个阀门中连接橡皮管阀门处于开启状态，另一阀门关闭，

（3）操作步骤：①按照图示组装装置，对气体发生装置进行气密性检查；②装入药品制备气体；③用溴水检验产生的气体；④乙烯纯度的检验；⑤用集气桶收集气体；⑥用手压塑料打气筒将气体压入气体采样袋，集满所需气体量后关闭阀门放置备用。

（三）气体采样袋在演示实验中的使用案例

案例1：乙烯与溴水反应。

如图3所示，连接好实验装置。

操作说明：打开气体采样袋阀门，用手轻轻按压气体采样袋，通过锥形瓶中气泡速度观察气流速度以便通过手压的力量来控制气体流速。待溴水颜色完全褪去，关闭气阀即可。如果在上图所示装置的基础上将溴水换成酸性高锰酸钾溶液便可进行乙烯与酸性高锰酸钾溶液的演示实验。

案例2：乙烯的燃烧。

如图4所示：连接好装置。

操作说明：打开气阀，用手轻轻按压气体采样袋，在玻璃导管尖嘴处点燃气体，根据燃烧的现象判断是否需要改变气流。

三、气体采样袋的清洗与干燥

将气体采样袋的两个气阀都开启，用手压打气筒不断鼓入干燥的热空气，直至采样袋中原先残留的气体和水蒸气全部排净；再将其中一个气阀关闭，另一开启的气阀与手压打气筒反向连接，将气体采样袋抽成真空，关闭气阀即可。

四、注意事项及说明

（1）将集气桶中的气体压入气体采样袋时，手压打气筒吸入集气桶的气体时要缓慢，以防不慎将水吸入气筒。

（2）氣体采样袋保存和使用过程中与高温物体和明火保持适当距离，避免与尖锐物体接触。

（3）气体采样袋适合充装各种气体如：硫化物、卤化物、及有机气体等，气体采样袋可在1-3月内确保组分恒定不变。

（4）充气压力不宜超过2900Pa，最佳使用压力为500Pa，直观观察为气袋充分鼓气，但手指按压并不十分紧绷。

作者简介：徐宏（1977—），男，浙江武义人，本科，中学一级，主要研究方向：高中化学。