有關(guān)含氮元素物質(zhì)實驗的改進(jìn)及創(chuàng)新

1、有關(guān)含氮元素物質(zhì)實驗的改進(jìn)及創(chuàng)新摘要：以氨氣噴泉實驗、氨和氯化氫反應(yīng)、銅與濃硝酸反應(yīng)三個實 驗改進(jìn)為例，讓學(xué)生在掌握新知識的同時，借助化學(xué)實驗，培養(yǎng)觀察現(xiàn)象、 分析問題和解決問題的能力；通過實驗改進(jìn)，開發(fā)學(xué)生潛能，發(fā)展學(xué)生個 性，拓展學(xué)牛視野。關(guān)鍵詞：實驗改進(jìn)與創(chuàng)新；氨氣噴泉實驗；氨和氯化氫反應(yīng)；銅與濃 硝酸反應(yīng)文章編號：10057c6629 （2017） 2?c0069?c03 屮圖分類號：g633. 8 文 獻(xiàn)標(biāo)識碼：b化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出 要“樹立綠色化學(xué)思想、形成綠色化學(xué)的觀念”，表明綠色化學(xué)思想己成 為化學(xué)課程與教學(xué)的一項重要的目標(biāo)和內(nèi)容。新課

2、改理念中強調(diào)要突出化 學(xué)實驗在教育教學(xué)中的重要性?；A(chǔ)教育課程改革綱要（試行）中倡導(dǎo) 學(xué)生要主動參與、樂于探究、勤于動手，提高搜集和處理信息、獲取新知 識、分析和解決問題以及交流與合作的能力，增強社會責(zé)任感；教師應(yīng)創(chuàng) 設(shè)能引導(dǎo)學(xué)生主動參與的教育環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生掌 握和運用知識的態(tài)度和能力，使每個學(xué)生都能得到充分的發(fā)展。在高屮化學(xué)教學(xué)屮，人教版化學(xué)1 （必修）教材第四章的氮族元素主 要介紹含氮元素的物質(zhì)，包括：氮氣、氮的氧化物、硝酸及硝酸鹽等。元 素化合物在高中階段屬于重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，對元素化合物的學(xué)習(xí)通過化學(xué) 實驗以及實驗改進(jìn)與創(chuàng)新來展開，有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握新知識的同時,

3、 借助化學(xué)實驗培養(yǎng)觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力。通過實驗改進(jìn), 開發(fā)學(xué)生潛能，發(fā)展學(xué)生個性，拓展學(xué)生視野，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本 文主要以“氮族元素”為例，介紹幾則有關(guān)含氮元素物質(zhì)的實驗改進(jìn)，以 供參考借鑒。1實驗室制氨氣及噴泉實驗的改進(jìn)儀器：小試管、膠頭滴管、圓底燒瓶（集氣瓶等）、帶導(dǎo)氣管的單孔 塞、礦泉水瓶、棉花、銀子藥品：氯化鍍、氫氧化鈉、濃氨水，紅色石蕊試紙（或濃鹽酸）、水 原理：naoh固體溶于水放熱，促進(jìn)nh37h2o分解放出nh3。改進(jìn)方案（見圖1、2）：改進(jìn)優(yōu)點：（1）教材屮的實驗方案是對混合物氯化鍍和氫氧化鈣固體加熱制備 氨氣，反應(yīng)裝置需要酒精燈進(jìn)行加熱1；而本改進(jìn)實驗

4、裝置簡單，操作 方便，不需要加熱裝置，只需要向盛有氯化鞍和氫氧化鈉混合物的試管中 加入濃氨水于常溫下即可快速制備氨氣。（2）噴泉實驗改進(jìn)后，實驗現(xiàn)象明顯，通過礦泉水瓶變形，可讓學(xué) 生直觀地看到瓶內(nèi)外形成了壓強差。2氨氣和氯化氫反應(yīng)實驗的改進(jìn)實驗儀器：小試管、橡膠塞、注射器針頭、棉花藥品：濃氨水、濃鹽酸、冷水 原理：濃氨水和濃鹽酸易揮發(fā)，氣體相遇形成白煙。nh3+hc1二nh4c1改進(jìn)方案（見圖3）：改進(jìn)優(yōu)點：（1）實驗儀器常規(guī)，操作過程簡單。（2）藥品用量少，只需向棉花上滴幾滴濃氨水或濃鹽酸，現(xiàn)象明顯。（3）實驗在密閉儀器中進(jìn)行，氣體不會逸出，不會污染環(huán)境，體現(xiàn) 綠色環(huán)保理念。替代儀器：用帶瓶

5、蓋的廣口瓶，分別向瓶蓋內(nèi)部和瓶底部滴幾滴濃氨 水和濃鹽酸即可（也可將廣口瓶換成培養(yǎng)皿）；或用橡膠管連接的2個干 燥管，擠壓膠頭滴管使少量濃鹽酸或濃氨水進(jìn)入干燥管屮，打開止水夾， 觀察現(xiàn)象即可（如圖4）；也可用圖5裝置進(jìn)行該實驗，兩支注射器分別裝 濃鹽酸和濃氨水，推動注射器壓縮柄使少量試劑進(jìn)入試管中即可觀察實驗 現(xiàn)象。這些儀器改進(jìn)均使氨和氯化氫反應(yīng)在密閉容器屮進(jìn)行，不會污染環(huán) 境，雖然藥品用量極少，但現(xiàn)象非常明顯。3銅與濃硝酸反應(yīng)實驗的改進(jìn)3. 1 改進(jìn) 一 2儀器：燒杯、2支塑料注射器（規(guī)格：5ml和20譏）、塑料輸液袋（規(guī) 格：looml）藥品：細(xì)銅絲、濃硝酸、蒸憎水實驗原理：銅與濃硝酸反應(yīng)

6、產(chǎn)牛紅棕色氣體二氧化氮，二氧化氮遇水反應(yīng)產(chǎn)牛無色氣體一氧化氮，一氧化氮遇空氣乂變?yōu)榧t棕色氣體二氧化氮。cu+4iin03 （?猱?二cu （n03） 2+2n02 t +2ii203n02+h20二2hn03+n02n0+02二2n02改進(jìn)方案（見圖6）：用一注射器吸取少量濃硝酸（約2ml）注入空的透明塑料輸液袋。將 細(xì)銅絲繞成圈放于另一注射器內(nèi)，排除空氣，插入上述裝有濃硝酸的塑料 輸液袋，抽提注射器壓縮柄使袋內(nèi)濃硝酸進(jìn)入針筒內(nèi)。觀察反應(yīng)現(xiàn)象一段 時間后，按下注射器壓縮柄，使注射器內(nèi)的氣體、液體進(jìn)入輸液袋內(nèi)，拔 岀注射器。用注射器向輸液袋中注入蒸纟留水（約10ml）,充分振蕩，產(chǎn)生 的紅棕色氣

7、體n02與h20充分反應(yīng)，觀察到紅棕色氣體變?yōu)闊o色氣體noo 再用注射器向輸液袋中注入空氣（約15ml）（注：此時不振蕩），no與02 反應(yīng)，觀察到無色氣體乂變?yōu)榧t棕色氣體n02。充分振蕩，觀察到紅棕色 氣體又變?yōu)闊o色氣體n0。改進(jìn)優(yōu)點：（1）實驗裝置簡單，不僅節(jié)約材料和藥品，且操作方便，現(xiàn)象明顯, 具有趣味性。（2）實驗便于控制，可隨時停止，操作安全。（3）突出環(huán)保意識，雖然實驗中產(chǎn)生n0和n02都是有害氣體，但在整個實驗中沒有泄 漏，口尾氣處理在密閉的體系內(nèi)進(jìn)行，不會造成環(huán)境污染，實現(xiàn)了實驗的 綠色化。（4）輸液袋還可以作為n02氣體的儲存裝置，便于取用。（5）該裝置具有多功能性：可作為n

8、02和naoh溶液反應(yīng)、n0與n02 混合氣體和naoii溶液反應(yīng)、化學(xué)平衡移動知識中n02和n204相互轉(zhuǎn)化的 實驗裝置，探究銅和濃硝酸反應(yīng)溶液的顏色變化等。3.2改進(jìn)二儀器：大試管、小試管、橡膠塞2個、帶膠頭滴管的橡膠塞1個藥品：銅片、濃硝酸、濃氫氧化鈉溶液實驗原理：銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色氣體二氧化氮和硝酸銅溶液，二氧化氮遇 氫氧化鈉溶液反應(yīng)被吸收，硝酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色沉 淀。cu+4hno3 (濃)=cu (n03) 2+2n02 t +2h202no2+2naoh二nano3+nano2+h2ocu (n03) 2+2naoh二cu (oh) 2 i +2nan03改

9、進(jìn)方案(見圖7)：將放冇銅片的小試管放入盛冇少量naoii溶液的大試管中，塞緊帶膠 頭滴管(滴管內(nèi)盛有濃硝酸)的橡膠塞，擠圧滴管滴入幾滴濃硝酸于小試 管中與銅片接觸，觀察到有紅棕色氣體產(chǎn)牛；停止反應(yīng)時，傾斜試管使大 試管中的氫氧化鈉溶液與小試管中的溶液混合即可。改進(jìn)優(yōu)點：(1) 實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯，在密閉體系中進(jìn)行實驗，對環(huán)境無 污染，實現(xiàn)零排放，有利于學(xué)生樹立環(huán)保意識。(2) 通過實驗，讓學(xué)生從氧化還原理論知識的角度，了解產(chǎn)物n02和氫氧化鈉的反應(yīng)，掌握n02的尾氣處理方法。(3) 傾斜該裝置，使小試管內(nèi)反應(yīng)后的溶液和大試管中的溶液接觸, 觀察現(xiàn)象一一產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，引導(dǎo)學(xué)生分析推斷其原因

10、，bp：產(chǎn)物cu(n03) 2溶液和naoh溶液發(fā)生了反應(yīng)?？蓪⒋笮〔煌膬蓚€試管換成其他儀器，如不同大小的培養(yǎng)皿3, 或內(nèi)部放小試管的廣口瓶4(見圖8),或連續(xù)反應(yīng)裝置5等?；瘜W(xué)實驗是高中化學(xué)教學(xué)的重要手段，借助化學(xué)實驗學(xué)生不僅可以學(xué) 習(xí)掌握新知識，還可通過發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)化學(xué)實驗的問題有助于培養(yǎng)學(xué)生的實 驗設(shè)計、改進(jìn)與創(chuàng)新能力、實驗觀察能力、實驗操作能力及表達(dá)能力，有 助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，開發(fā)學(xué)生潛能，發(fā)展學(xué)生個性。作為一線化學(xué) 教師，在日常教學(xué)活動中，？?重視對教材屮現(xiàn)有的化學(xué)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新。參考文獻(xiàn)：1宋心琦主編普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書?化學(xué)1 (第三版)m 北京：人民教育出版社，2007.代黎娜，王小慶銅與濃硝酸反應(yīng)實驗的創(chuàng)新j 中國現(xiàn)代教育裝 備，201