石一妤

【摘 要】在高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)有及其重要的作用。而節(jié)源節(jié)能、有限資源的開(kāi)發(fā)與利用又顯得尤為重要，一物多用，開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)用品的功能與用途也可以培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保節(jié)約、動(dòng)腦思考、知識(shí)整合的綜合能力，本文以實(shí)例談一談注射器在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的開(kāi)發(fā)利用。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn);注射器;用途

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格。它是學(xué)生在化學(xué)認(rèn)知活動(dòng)中發(fā)展起來(lái)并在解決與化學(xué)相關(guān)問(wèn)題中表現(xiàn)出來(lái)的關(guān)鍵素養(yǎng)，反映學(xué)生從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)客觀事物的方式與結(jié)果的水平[1]，其要素包括“宏觀識(shí)與微觀探析”變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任5個(gè)維度。這5個(gè)維度充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的獨(dú)待性，凸顯了化學(xué)是從觀層面認(rèn)識(shí)物質(zhì)、以符號(hào)形式描述物質(zhì)、在不同層面創(chuàng)造物放的特征。 而“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器裝置，親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)這門(mén)學(xué)科中起到的重要作用?，F(xiàn)在我們都提倡環(huán)保，在實(shí)驗(yàn)物資匱乏的實(shí)驗(yàn)室不能開(kāi)源，那么節(jié)流就顯得尤為重要，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中就不得不提到微型實(shí)驗(yàn)了，它是為減少資源消耗和化學(xué)污染而發(fā)展起來(lái)的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法、新技術(shù)，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的新變革。美國(guó)國(guó)家微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心（NMCC）網(wǎng)站是這樣描述的：“微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種安全的防止環(huán)境污染的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，它試劑用量少，且不影響化學(xué)在教育和工業(yè)上應(yīng)用的質(zhì)量水平?！?/p>

在高中微型實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的就有醫(yī)用注射器，它的特點(diǎn)是1、具有很好的密閉性，并且體積可以定量發(fā)生改變，通過(guò)推動(dòng)或拉動(dòng)活塞可改變氣體體積，也可以以穩(wěn)定的液流控制液體的流量。2、針筒透明，可以觀察到里面液體的體積，有刻度，可以通過(guò)活塞的變動(dòng)定量輸出或吸入一定體積的液體，有力于做定量實(shí)驗(yàn)。3、由于注射器的活塞可控制變量，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同需要，通過(guò)加入液體的量，有效控制反應(yīng)進(jìn)行的過(guò)程和速度。4、物品易得，在醫(yī)用上好多注射器都是一次性的，可通過(guò)消毒變廢為寶，起到勤儉節(jié)約的作用。關(guān)于微型實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)之前有太多的文章談?wù)撨^(guò)了，今天筆者就以一些具體實(shí)際案例探討注射器在實(shí)驗(yàn)中的用途。

1、簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器的制作

中學(xué)化學(xué)教師都知道，固液不加熱反應(yīng)在中學(xué)階段涉及的反應(yīng)還是比較多的，例如鋅粒和鹽酸反應(yīng)制取氫氣、塊狀碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳、硫化氫等等。而用啟普發(fā)生器來(lái)盛裝液體作為反應(yīng)容器的優(yōu)點(diǎn)也很突出，能節(jié)約藥品，控制反應(yīng)速率，可隨時(shí)向裝置中添加藥品可以隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和結(jié)束。但是它也有它的弊端，比如體積較大、價(jià)格偏高這兩點(diǎn)加起來(lái)就決定了它不可能在課堂中讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究課中使用。而這里將一次性注射器稍加改進(jìn)就可以得到體積小、價(jià)格優(yōu)的簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器，讓學(xué)生都參與到實(shí)際的實(shí)驗(yàn)探究中這也符合我們教育體制中的化學(xué)核心素養(yǎng)。那我們下面就來(lái)看看怎么用注射器制作簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器：兩只注射器用輸液管連接，截取一段去掉膠塞的注射器活塞倒置于右側(cè)注射器內(nèi)，膠塞打孔，插入輸液管導(dǎo)管作導(dǎo)氣管，完成簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器的組裝。

2、多功能管

我們現(xiàn)有的常規(guī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)都是在試管中完成的，這樣消耗的藥品比較多，遇到某個(gè)物質(zhì)性質(zhì)比較多的時(shí)候還要分別做，這樣不僅消耗原料過(guò)多，而且也費(fèi)時(shí)間費(fèi)事，如果我們都在一個(gè)容器里完成不僅原料消耗少，而且還省事。而注射器也能完全勝任這樣的工作，在注射器內(nèi)依次放入浸有各種溶液的棉花團(tuán)，可以作為一個(gè)氣體除雜或性質(zhì)檢驗(yàn)裝置，例如：注射器內(nèi)從上到下依次裝入浸有氫氧化鈉溶液、酸性高錳酸鉀溶液、溴四氯化碳溶液品紅溶液的棉花團(tuán)，作為二氧化硫氣體性質(zhì)驗(yàn)證及吸收裝置。更換試劑，可以用于氯氣、乙炔等氣體的除雜及化學(xué)性質(zhì)驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)。

上述裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：儀器微型、試劑微量，應(yīng)用廣泛，且取材方便，有利于學(xué)生開(kāi)展課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，也培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能環(huán)保的意識(shí)。

3、注射器輸液管巧做簡(jiǎn)易減壓過(guò)濾器

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中分離固─液混合物， 過(guò)濾是最常見(jiàn)的基本操作。但是由于在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中要分離的固─液混合物的量很少，因此，如果用常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中較大的過(guò)濾器過(guò)濾時(shí)，操作起來(lái)，既不方便，也不協(xié)調(diào)。不但過(guò)濾速度緩慢，而且會(huì)造成較多的過(guò)濾物的粘附、損失而降低回收率或產(chǎn)率，所以不能簡(jiǎn)單地把常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)濾方式直接移植到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中來(lái)。鑒于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)濾裝置不甚理想的現(xiàn)狀，筆者提出一種新的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)濾裝置，作為微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)濾操作的補(bǔ)充：

（1）準(zhǔn)備1～2支容積為10～20 mL的注射器，輸液管過(guò)濾器若干。

（2） 兩者連接后，用注射器吸取適量水，潤(rùn)濕過(guò)濾器濾芯。

（3）若僅需要收集濾液，把該裝置伸入需要過(guò)濾的固─液混合物中，緩慢地向上拉出注射器活塞，進(jìn)行減壓過(guò)濾，濾液吸入注射器內(nèi);若需要把濾液和沉淀物分別收集提純，則先把需要過(guò)濾的固─液混合物轉(zhuǎn)移到上面注射器內(nèi)，緩慢地向下拉出下部注射器活塞，進(jìn)行減壓過(guò)濾，濾液吸入注射器內(nèi)，固體不溶物留在上面注射器內(nèi)。

（4） 過(guò)濾后，將過(guò)濾器拔下或更換濾芯

實(shí)驗(yàn)證明，該裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）過(guò)濾裝置所用儀器易得、易制、易組裝，有利于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。

（2）過(guò)濾物及濾液的處理操作過(guò)程與常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相同，使實(shí)驗(yàn)操作變得方便、簡(jiǎn)單。

（3）漏斗容積很小，使過(guò)濾物由于粘附而造成的損失減少，從而保證了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的產(chǎn)率或回收率不會(huì)受到影響。

（4）根據(jù)不同需要，可把過(guò)濾器濾芯進(jìn)行調(diào)整和更換。

4、可以代替分液漏斗，盛裝液體，如圖四。用注射器代替分液漏斗可以定量的控制液體的體積。簡(jiǎn)潔方便。

5、用于抽送氣體

可用于一般的抽送氣體。例如用固體增重來(lái)測(cè)量某氣體的量時(shí)，為了保證該氣體全部被吸收，可以連接注射器用于推送該氣體，使之完全被推送到與之反應(yīng)的固體。也可以用于檢驗(yàn)氣體的氣密性，如上圖五，連接好裝置（注射器內(nèi)留有部分空氣，以便后面的推送），打開(kāi)彈簧夾，向長(zhǎng)頸漏斗中注入水，使它的下口被液封，慢慢推注射器的活塞，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)形成一段水柱，過(guò)一會(huì)后水柱的液面不下降。再慢慢往外拉活塞，液柱下降，下管口有氣泡冒出。說(shuō)明裝置不漏氣。

6、定量收集氣體裝置

高中實(shí)驗(yàn)中氯水的光照實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際操作中雖然驗(yàn)證氯水光照后分解產(chǎn)生氧氣，但存在不足：（1）操作容易漏，不能達(dá)到預(yù)期的效果;（2）只能定性的推斷出氯水分解產(chǎn)生氣體，但不能定量，也不能檢測(cè)分解產(chǎn)物的性質(zhì)。運(yùn)動(dòng)注射器進(jìn)行這個(gè)反應(yīng)解決了這兩點(diǎn)不足，取一支50ml針筒注射器，抽取10ml新制氯水放置在日光燈光照一段時(shí)間，針筒活塞上移，根據(jù)刻度讀出約10ml無(wú)色氣體，黃綠色變淺，從而驗(yàn)證了反應(yīng)的反應(yīng)方程式中的比例關(guān)系。反應(yīng)結(jié)束后將針筒倒置，慢慢推動(dòng)活塞，用帶火星的木條檢驗(yàn)針筒口處緩慢推出的氣體，帶火星木條復(fù)燃可以證明產(chǎn)生的氣體是氧氣。利用針筒注射器即可以定量測(cè)定分解產(chǎn)物的體積，有可檢測(cè)分解產(chǎn)物的性質(zhì)，一舉兩得。

當(dāng)然，關(guān)于針筒注射器的用途還有很多，需要我們教師在教學(xué)中不斷地開(kāi)發(fā)和總結(jié)，不斷地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維然，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊梓生.對(duì)高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的認(rèn)識(shí) [J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016（8）：1-2.