氨气的制取及其性质检验实验的改进

陈昭玉

化学是一门以实验为基础的学科，化学实验的科学性、安全性对于激发学生学习化学的兴趣，培养严谨认真的科学态度，提高动手操作能力和创新能力有着极其重要的意义。现行人教版高中《化学》必修一教材中，将“氨气的制取及其性质检验实验”分为三个实验进行，既耗时又费力，氨气容易泄漏，污染环境，影响师生健康，制取过氨气的试管容易炸裂，造成资源浪费。根据这些不足，笔者设计了一套既安全又环保，具有观赏性、趣味性的实验装置。

1.实验原理

在教材中，用NH4Cl和Ca（OH）2固体加热制取氨气，产生氨气速度慢，加热过的试管容易炸裂。因此，笔者改用浓氨水与氢氧化钠固体混合制取氨气，快捷、不需要加热，制得氨气的浓度较大，非常适合喷泉实验。

氢氧化钠固体溶于浓氨水中的水，放出大量的热，产生氢氧根离子，使氨气的溶解度降低，促使平衡向右移动，为一水合氨分解产生氨气提供条件。

2.实验仪器及试剂

250mL蒸馏烧瓶2个、50mL烧杯1个、500mL烧杯1个、250mL锥形瓶1个、分液漏斗1个、小气球1个、Y型管1根、双孔橡皮塞3个、铁架台2套、胶头滴管2支、止水夹4个、药匙1个、玻璃导管若干、橡皮导管若干等;浓氨水、氢氧化钠固体、浓盐酸、蒸馏水、酚酞试剂、红色石蕊试纸。

3.实验目的

（1）认识氨气及其性质。

（2）初步学会氨气的检验。

（3）通过氨气的喷泉实验感受化学实验的美，激发学习化学的兴趣，联系氨气的喷泉实验原理，体会相关的自然现象和人工现象。

（4）将氨气的制取、收集和物理、化学性质的实验合二为一，做到实验简单、操作方便、现象明显、效果良好。

（5）重视环境教育，树立环保意识。

4.实验仪器装置图

5.实验操作

（1）检查装置的气密性：按照上图组装仪器，关闭分液漏斗活塞，关闭K2、K4，打开K1、K3，向50mL烧杯加水至浸没导管口，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，烧杯出现气泡，松开热毛巾，烧杯上面的导管出现一段水柱;同理，关闭K3，打开K4，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，锥形瓶上的小气球变胀，松开热毛巾，小气球变瘪，说明整套装置的气密性良好。

（2）如上图实验装置，关闭K1、K2、K3、K4和分液漏斗活塞，往发生装置的蒸馏烧瓶添加4药匙氢氧化钠固体，往分液漏斗添加浓氨水约8mL，往50mL烧杯添加25mL的蒸馏水并在水面上放两片红色石蕊试纸，往500mL烧杯添加400mL的蒸馏水并滴入2～3滴的酚酞试剂，往250mL锥形瓶滴入3～5滴浓盐酸。

（3）打开K1、K3，打开分液漏斗玻璃塞，打开分液漏斗活塞，发生装置的蒸馏烧瓶内产生大量的气泡，待红色石蕊试纸变蓝色后，立刻关闭分液漏斗活塞，盖上分液漏斗玻璃塞。

（4）打开K4，关闭K1、K3，锥形瓶内出现大量的白烟和小气球变胀。

（5）轻轻挤压充满蒸馏水的胶头滴管，打开K2，倒扣的蒸馏烧瓶出现红色美丽的喷泉。

6.实验效果图

7.实验注意事项

（1）实验时要控制好浓氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要开得太大，防止产生的氨气压强过大而冲开发生装置的橡皮塞。

（2）待红色石蕊试纸变蓝色，立刻关闭分液漏斗活塞，盖上分液漏斗玻璃塞，防止氨气泄漏;然后先打开K4，后关闭K1、K3，防止气压过大而冲开收集装置的橡皮塞。

（3）喷泉实验装置中，倒扣的蒸餾烧瓶要充满氨气，氨气过少往往不能形成喷泉，插入500mL烧杯的玻璃导管插入液体部分不能太少，以防导管过早与溶液脱离而导致喷泉停喷，倒扣蒸馏烧瓶口上的塞子要塞紧，既防装置漏气，又防因受液体压力而脱落。

（4）氨气与氯化氢反应的装置要干燥，这样现象才会明显，滴入的浓盐酸不宜过多，3～5滴现象都已经明显了，而且要系一个小气球，既可以提高实验的安全性，又可以收集多余的尾气。

8.实验改进的优点

经过反复验证及学生实验，这种实验新方法反应速率快，集气量大，氨气的浓度较高，喷泉实验持续有力，氨气与氯化氢的反应现象非常明显，实验时间短，经济可行，实现氨气的制取及性质实验的绿色化。总的来说该实验有以下几个优点：

（1）在一个半封闭的装置中，实现氨气的制取、收集和物理、化学性质的实验一体化，成功率高、感觉直观，让学生更真实地去体验和理解氨气的物理性质和化学性质。

（2）本实验不需要加热，节约能源，仪器简单易取，操作方便，现象明显，课堂耗时短，非常适合演示实验。

（3）收集和尾气处理的改进既避免氨气泄漏在空气中污染环境，又检验了氨气的性质，培养学生“变废为宝”的环保意识，让学生树立绿色化学理念。

（4）让学生体会实验室另一种快速制取氨气的方法和原理，让学生在创新实验中体会成功的喜悦，进而为化学实验教学的改革提供方法和策略。

（5）左上角和右下角两个容器，一红一白，小气球变胀，有很强的视觉效果，具有观赏性、趣味性，能很好地提高学生对化学实验的兴趣。

近几年全国高考1卷理综化学实验题，都是立足于教材的基础实验，是三种不同版本教材的传承和演绎，但是广东省考生化学实验题的平均得分率都是30%左右，非常低。原因是学生平时对化学实验不够重视，实验过程中缺乏思考，实验的基本常识、基本原理和基本技能没有掌握好，科学探究能力和动手操作能力不强，对实验现象、结论描述不准确。

笔者认为教师与学生一起对课本的实验进行改进或创新，可以提高学生的科学探究能力和动手操作能力，使学生学会准确设计实验方案，预测实验现象，进行准确的实验条件控制与操作，及时发现并解决实验中出现的问题，有效提高学生的实验能力和答题能力。