粗盐提纯实验装置创新设计

在九年级《化学》下册第11单元中，我们学习了有关粗盐提纯的实验。课本中给出的实验步骤包括溶解、过滤、蒸发、计算产率等。这种方法操作简单，且可以非常有效地去除粗盐中的泥沙等难溶性杂质。但是通过分析所得的氯化钠样品成分，我和同学们发现了一个问题：所得样品中仍然含有不少氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质，这些杂质是过滤不掉的。那么怎样才能得到纯度较高的氯化钠呢？

老师提供了一种思路：用漏斗、玻璃杯、玻璃棒等仪器，依次反复加入过量的氢氧化钡溶液、碳酸钠溶液和稀盐酸，最后再蒸发结晶。这种方法确实能够很好地去除粗盐中的各种可溶性杂质，但它最大的弊端是：麻烦！一是反复蒸发过滤和等待液体在常压下依靠重力过滤，非常费时费力；二是这套流程需要多次引流，对引流操作不熟练的同学来说容易产生安全隐患。另外，老师也认为该方法所需时间长、仪器多，非常不利于在课堂上演示。于是我就想：能不能设计一套简便、快速、一体化的实验装置，从而同时解决以上问题呢？

我上网查询，发现并没有关于“粗盐提纯实验装置创新设计”的文献资料，于是我开始尝试自己设计。

我的设计思路是：所设计的装置必须保证科学性、合理性、创新性、实用性，且环保、简洁、通用。设计原则是：材料易得、制作方便、可重复利用；现象清晰，富有趣味性和说服力；装置一体化，形成整体性。

最开始，我尝试用堆叠多层漏斗的方法，这样确实可以一次性解决难溶性和可溶性杂质的去除问题，也大大减少了引流的次数。但是这种方法仍有不足：一是多层堆叠后整个装置非常高，重心远离桌面，整个装置随时有倒下的风险，安全隐患较大；二是这么做本质上仍然是利用常压过滤，所需时间依然很长；三是堆叠漏斗这个操作不够方便。

我也尝试过改用分液漏斗、锥形瓶等器材，但是以上诸多问题均未能有效解决。

在尝试用大号注射器抽滤+多孔板漏斗，发现可以加快过滤速度，但不能满足“一体化”的需求。之后，我想到了物理课上学过的连通器。通过进一步研究有关物理资料并与物理老师讨论，我发现“公道杯”似乎可以解决我的问题。

但是实验室中并没有这种仪器，我便在老师的帮助下尝试制作一个。我在一个烧杯底部打了一个洞，再通过不断加热使一根导管弯曲，并黏在烧杯底部，制作出一个公道杯，把它挂在多孔板漏斗壁上。

将抽滤后的液体注入公道杯，大概注入一半，剩下一半加入除杂试剂，直到液面高过公道杯的导管顶部，这样反应后的液体就会从公道杯的底部流出。重复以上步骤直到完成实验即可。如果实验制取需求量大，更换大号公道杯即可。

这套装置有很多优点：一是装置简单；二是制作材料均可在生活中获取；三是采用玻璃器材可使现象更加直观、清晰；四是实验过程中利用了物理课上所展示的“公道杯”，充分实现了跨学科融合的特色；五是一体化的设计便于老师课堂展示。

对粗盐提纯实验装置的创新与探索，锻炼了我的实验操作能力和科学探究能力。我学会了合作、分享与交流，这对我的学习和未来的科学研究有着积极的影响，使我更坚定了追求科学进步的梦想：探寻化学世界的奥秘与魅力，推动科技创新，为社会发展做出贡献。

（本项目荣获第二十七届全国发明展览会·“一带一路”暨金砖国家技能发展与技术创新大赛金奖、第38届广西青少年科技创新大赛青少年科技创新成果竞赛中学组二等奖 指导老师：张智、张宣晗）