“氨分子运动”的改进实验

黄过平

摘 要：教材中氨分子运动演示实验在敞口烧杯中进行，实验过程中浪费药品、浓氨水不断挥发污染空气，危害学生健康。针对上述情况，笔者采用具支试管、注射器、分液漏斗，干燥管等仪器重新设计和组装了实验装置。该装置具有微型、绿色环保、现象明显、操作简单的优点，增加了实验的趣味性，提高了课堂效率，培养了学生的创新思维能力。

关键词：氨气;分子运动;改进;具支试管;注射器

一、实验在教材中的地位和作用

1.实验在教材中的作用和地位

“氨分子运动”实验是人教版九年级化学教材上册第三单元课题1“分子和原子”的内容。分子和原子很小，具有看不见摸不着的特点，生活中涉及到有关分子性质的现象，学生不易理解，不能从微观角度做出合理的解释。通过课本中氨分子扩散演示实验，培养学生的观察能力和抽象思维能力，建立起分子模型，認识到分子的真实存在，感受到分子具有运动的性质。为后续学习原子、离子等微观概念打下坚实的基础。

2.原教材实验内容

实验装置见图1

⑴向盛有约20ml蒸馏水的小烧杯A中加入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察溶液的颜色。

⑵从烧杯A中取少量溶液置于一只试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察溶液颜色有什么变化。

⑶另取两只小烧杯B和C，向B中加入几滴酚酞试液，向C中加入约3ml浓氨水，用一个玻璃大水槽图1

罩住A，C两只小烧杯，待几分钟，观察A、B烧杯中液体颜色有什么现象？你能解释这一现象吗（将答案列入表1）？

二、原实验设计上的缺陷

⑴原装置用了四只烧杯，在讲台上演示时实验装置不能移动，造成了后面很多学生观察不到明显的实验现象，由于所用的药品为浓氨水，能挥发出强烈的刺激性气味的有毒气体，因此学生不能进行分组实验。

⑵在进行探究活动过程中，向小烧杯中加入药品时造成浓氨水的挥发，教室内弥漫着刺激性气味的氨气，氨气有毒，对人体的呼吸系统、神经系统、血液循环系统和皮肤组织等都有较大的毒害作用。同时也污染着空气，破坏了生态环境，不符合绿色化学要求。

⑶两只小烧杯A、B完全相同，所装药品浓氨水和滴有无色酚酞的蒸馏水都是无色透明的液体，要在烧杯上贴上标签以便区分，即使这样也有学生分辨不清变色主体。

⑷氨分子扩散过程不明显，实验用时过长，一两分钟后仅仅在酚酞表面出现红色现象，后排大多数学生观察不清现象。

⑸实验中，浓氨水和酚酞溶液都用小烧杯盛放，用量过大，用完后氨水浓度变稀不能重复使用，造成严重浪费，不符合绿色化学理念。

三、实验创新设计

1.实验药品、仪器及装置

实验药品和仪器：浓氨水、酚酞试液、脱脂石棉、具支试管、橡胶塞、干燥管、分液漏斗、5ml注射器、止水夹。

2.实验装置：如图2所示。

实验操作、现象及解释3.实验操作与结论：

⑴在图2装置中，关闭分液漏斗活塞。向干燥管容器内放置一团蘸水的脱脂棉，再向分液漏斗和干燥管内分别放置滴有酚酞试液的脱脂

棉条，最后再向分液漏斗口和干燥管容器内塞上一团蘸水的脱脂棉（吸收氨气，防止氨气挥发到空气中），将事先装浓氨水的注射器插入橡皮塞内向具支试管中注入4毫升浓氨水，观察现象。

⑵再打开分液漏斗中的活塞，观察现象。

通过对比这两个实验，验证了分子是真实存在的一种粒子。使学生感受到分子的质量和体积非常小，但是分子时刻不停的运动着。

四、创新实验的优点

⑴取材方便，分液漏斗、干燥管、注射器等仪器在中学化学实验室都有配置，注射器在医院都能买到，本实验装置简单，操作方便。

⑵实验在封闭体系中进行，实验过程中没有氨气泄露;实验过程中药品用量少无浪费，实验用时短，大约2-3秒钟就能看到红色出现。具有绿色、环保、无污染的优点。

⑶实验尾气处理装置巧妙，在干燥管内和分液漏斗口塞有一团蘸有水的棉花，氨气被水充分吸收，避免了倒吸现象。

五、实验反思

1.成功之处：

①该实验操作简单，节约环保，时间较短，特别是尾气处理巧妙，利用氨气易溶于水的性质，在干燥管容器和分液漏斗口各放置一团蘸有水的棉花，既吸收了氨气，又平衡了内外气压。

②有对比实验，现象直观有趣，通过对比，使学生感受到分子是真实存在的，且在不断的运动。为了增强生活化和趣味性，还可以将试管中的脱脂石棉换成其它简单图案，如滴有酚酞的滤纸条和各种几何形状的折花等。

2.为了取得最佳实验效果，在实验过程中还应注意以下几点：

①应使用新制浓氨水。如果氨水放置时间太久或浓度太小，会使实验耗时延长，变红现象不够明显。

②在使用无色酚酞的过程中避免手接触到酚酞溶液，否则会使少量酚酞转移到棉花团上，使实验中出现棉花变红的现象。

此文系甘肃省“十三五”2017年度教育科学规划课题《初中化学演示实验的改进与创新研究》成果之一，课题规划号：GS[2017]GHB0772。

参考文献

[1]谢丹敏，汤中华.封闭U形管在对比实验中的应用[J].化学教学，2016（4）：81～84.