羅志枚 衷明華
一、教材中實(shí)驗(yàn)的缺陷
氯化氫的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)行人教版高中化學(xué)教科書中的一個比較重要的實(shí)驗(yàn),能否做好該實(shí)驗(yàn)直接影響到學(xué)生對氯化氫知識的掌握。而教材中的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計無論是讓教師演示或是讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn),都存在以下不妥之處:
1.實(shí)驗(yàn)比較危險。①傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在收集氣體的時候要更換一般集氣瓶和圓底燒瓶(用于進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)),而一般集氣瓶和圓底燒瓶的口徑大小不一樣,所以在更換之時還要更換橡膠塞和導(dǎo)管;②實(shí)驗(yàn)過程反應(yīng)劇烈,產(chǎn)生的氯化氫量比較多而且快速,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中用圓底燒瓶作為發(fā)生裝置,由于口徑大小的限制,使用的氣體導(dǎo)管也比較小,未能及時導(dǎo)出氣體,從而在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時會導(dǎo)致氯化氫從發(fā)生裝置的圓底燒瓶口冒出。以上過程中會有不少氯化氫泄漏,存在較大危險性,這不僅會給實(shí)驗(yàn)者帶來傷害,還給環(huán)境帶來污染。
2.實(shí)驗(yàn)操作不方便。實(shí)驗(yàn)者既要更換兩個集氣瓶之間的橡膠塞,又要更換導(dǎo)氣管,還要蓋住集氣瓶口以防氯化氫泄漏,整個過程如果只由一個人來完成是比較匆忙的。這樣會大大影響教學(xué)效果和教學(xué)進(jìn)度。
二、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
針對以上問題,筆者對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作安全化和簡易化。具體改進(jìn)方案如下。
1.實(shí)驗(yàn)用品
三口燒瓶、分液漏斗、酒精燈、石棉網(wǎng)、玻璃導(dǎo)管和橡膠導(dǎo)管、平底燒瓶、尖嘴玻璃管、集氣瓶、橡膠塞、鐵架臺(帶鐵圈)、小漏斗、燒杯、注射器、小試管。
98%濃硫酸、氯化鈉固體、紫色石蕊試劑、硝酸銀溶液、濃氨水、蒸餾水。
2.實(shí)驗(yàn)裝置圖(裝置略去鐵架臺和夾子)
a、b、c、d、e、f—橡膠管;A—裝有滴入紫色石蕊試劑的蒸餾水的燒杯;
B—平底燒瓶;C—裝有氯化鈉固體的三口燒瓶;
D—裝有濃硫酸的分液漏斗;E—集氣瓶;
F—裝入蒸餾水的燒杯;G—吸入蒸餾水的注射器;
H—吸入濃氨水的注射器;I—裝有滴入紫色石蕊試劑的蒸餾水的燒杯
3.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
(1)制備
①查:先檢查分液漏斗是否可用,保證導(dǎo)管和集氣瓶(包括平底燒瓶)干燥,再按照圖1所示連接好裝置,并檢驗(yàn)其氣密性。
②裝:往三口燒瓶中加入7g氯化鈉固體,在分液漏斗中加入8mL濃硫酸。
③放:先夾住e橡膠管,然后放開分液漏斗開關(guān),最后留少量濃硫酸液封。
④移:待A中溶液由紫色變?yōu)槌燃t色或紅色即說明B中已充滿氯化氫,則把e中夾子轉(zhuǎn)移到d中夾住。同時,另取兩個夾子夾住a和c處,然后用G注射器往B中注入幾滴水,并把B轉(zhuǎn)移到另一鐵架臺,如圖1中右圖所示。
⑤點(diǎn):由于反應(yīng)物被反應(yīng)了一部分,可點(diǎn)燃酒精燈加熱使反應(yīng)速率加快。(該步驟看實(shí)際情況,如有需要則加熱。因?yàn)楣P者在讓其自然反應(yīng)的同時去做噴泉實(shí)驗(yàn),有充分的時間讓其反應(yīng)。如需加熱,注意在反應(yīng)尾聲熄滅酒精燈)
(2)噴泉實(shí)驗(yàn)和酸的通性(H+):打開夾住b橡膠管的夾子,并瞬時把b導(dǎo)管插進(jìn)水中。此時可看到平底燒瓶內(nèi)有噴泉現(xiàn)象,且溶液顏色顯橙紅色或紅色,此現(xiàn)象也證明了氯化氫溶于水形成鹽酸顯酸性。
(3)HCl的檢驗(yàn):用H注射器往E中注入幾滴濃氨水,可觀察到白煙充滿整個集氣瓶。
(4)鹽酸的通性(Cl-):取適量F中的溶液于一小試管中,滴入2-3滴硝酸銀溶液,震蕩,觀察到有白色沉淀產(chǎn)生。(實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物的用量保證了生成物氯化氫充滿兩個收集氣體的容器的同時,有多余氣體被F中的水吸收)
四、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
1.無論是在氯化氫的制備,還是在進(jìn)行氯化氫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),整個過程中都不需要更換橡膠塞或?qū)Ч?,這很好地保證了實(shí)驗(yàn)的安全性和杜絕氯化氫泄漏而造成環(huán)境污染。
2.在三口燒瓶兩邊的瓶口中可接入管徑較大的導(dǎo)管,可使氣體快速疏導(dǎo),從而降低三口燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng),防止壓強(qiáng)過大而使氣體從橡膠塞泄漏,實(shí)驗(yàn)更安全。
3.在HCl的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中,直接用注射器注入濃氨水,也杜絕了HCl的泄漏,實(shí)驗(yàn)更安全。
4.整個制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)過程可由一位實(shí)驗(yàn)者輕松、安全地進(jìn)行。
(責(zé)任編輯 羅 艷)