Y形管在实验改进中的创新应用

江苏 陈仕功 单玲玲

本文通过把手工制作的Y形管引进课堂，改进浓硫酸脱水以及实验室制乙炔的实验装置，实现操作的简约化和综合化，倡导绿色化学的学习理念。

为了更好地践行实验的简约化和综合化，笔者用酒精喷灯制作了三通的Y形玻璃管(简称Y形管)，并应用在实验教学上，效果十分突出，有助于培养学生的学科核心素养和价值观念等。现演示两例，说明Y形管在改进实验中的创新应用。

例1：浓硫酸脱水性实验的改进

苏教版《化学1》第91页浓硫酸脱水性实验步骤：取2 g蔗糖(C12H22O11)放入大试管中，加2～3滴水,再加入约 3 mL 浓硫酸，迅速搅拌，然后塞上带玻璃导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中。

此实验的不足是产生的二氧化硫气体对环境有污染，有时仅能观测到蔗糖慢慢变黑，无法形成疏松多孔的海绵状的炭。为节约试剂，同时使实验快捷、现象明显，笔者将Y形管应用到此实验中，同时验证部分产物的化学性质，一举多得。

一、实验用品与装置

实验用品：铁架台、大试管、单孔橡皮塞、脱脂棉、酒精灯、Y形管、蔗糖、浓硫酸、碳酸氢钠浓溶液、氢氧化钠浓溶液、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、蓝色石蕊试纸、滤纸。

实验装置如图所示。

二、实验操作与现象

在大试管中先放入2 g细小颗粒的蔗糖，滴加2～3滴碳酸氢钠浓溶液将蔗糖润湿，再加入3 mL浓硫酸，迅速塞紧插有Y形管的单孔橡皮塞，观察实验现象(气温较低时可加热)。

可观察到，蔗糖迅速变黑，体积急剧膨胀，形成多孔海绵状固体物质——“黑面包”，同时，蓝色石蕊试纸变红，浸有品红溶液的滤纸褪色，浸有高锰酸钾溶液的试纸褪色。

三、实验优点

1.用碳酸氢钠浓溶液作为蔗糖脱水反应的引发剂，固体体积膨胀更大，实验效果更加明显。其原理是碳酸氢钠与浓硫酸反应及浓硫酸稀释均是放热过程，使体系温度升高。

2.浓硫酸与碳酸氢钠反应产生二氧化碳使脱水后生成的炭更加疏松多孔。

3.用氢氧化钠溶液浸湿的棉球进行尾气处理，逸出的二氧化硫非常少，体现绿色化学理念。

4.设计组合实验，操作简便，展示浓硫酸的吸水性、脱水性和氧化性，验证二氧化硫的漂白性、还原性等。

四、实验注意事项

1.用量不能多，防止堵塞Y形管的下端。

2.制作Y形管的玻璃管口径不能太小。

3.湿润的蓝色石蕊试纸变红不能确定是因为SO2与H2O反应生成H2SO3，本实验中有CO2产生，造成干扰。

例2：乙炔制备及性质实验的改进

人教版《选修5》第32页乙炔的制备及性质中，由于药品用量较多等原因，不便于学生进行分组实验。笔者对其装置作微型化改进，用Y形管代替导气管和洗气装置等，以达到试剂用量少、操作简单、现象明显的要求。

一、实验用品与装置

实验用品：铁架台、大试管、小试管、Y形管、酒精灯、电石、饱和氯化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、浓溴水、硫酸铜溶液、滤纸。

实验装置如图所示。

二、实验操作与现象

1.先将Y形装置连接好，向试管中加入饱和氯化钠溶液，再向试管中加入小的块状电石，塞紧带Y形管的橡皮塞，轻轻振荡试管。观察到分别浸有溴水和高锰酸钾溶液的滤纸颜色逐渐变浅。

2.待浸有溴水和高锰酸钾溶液的滤纸完全褪色后，用橡胶塞塞住Y形管一端，用一支小试管在Y形管另一端管口收集少量气体。

3.在酒精灯火焰上点燃小试管中的气体，明显观察到有黑烟生成。

三、实验优点

1.改进后实验药品用量少，反应快，现象明显，便于学生课堂分组实验。

2.该装置也适用于验证二氧化硫性质等实验。

3.使用钢丝球，便于控制电石与饱和氯化钠溶液的接触面积。

四、实验注意事项

1.块状电石用量要少，防止产生的悬浊液喷出。