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善用注射器巧做中学化学实验

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
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- 更新时间：2010-11-02 00:10:25
- 上传时间：2010-11-02 00:11:54
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※资料简介※
善用注射器，巧做中学化学实验
中学化学中有些实验操作难度较大，在开放的环境下反应很难达到理想的效果。比如有些反应生成气体，不易收集检验，有些反应生成有毒气体，不利于健康。改装后的装置比较复杂，仪器较多，操作比较复杂，只适用于教师的演示实验，不适合学生的分组实验。而注射器作为一种实验器材来用，它的优点是：廉价易得，结构简单，规格多，操作简单便于携带，微型，所需药品较少；透明、有刻度，便于估算体积；气密安全性能好，符合节约环保理念，耐酸耐碱性能好，易于吸取溶液及有毒气体的处理，可然性气体的检验。注射器作为化学反应仪器使用，大体分为两种：直接作为反应器和作为辅助仪器，现结合本人教学体会，举例以供交流。
一．注射器作为反应容器使用
1．金属钠与水的反应，酒精与金属钠的反应，镁条与盐酸的反应
金属钠与水的反应，传统上一般在烧杯中进行，但该方法有一个明显的弊端，就是反应生成的氢气不易收集检验。用注射器作为反应容器进行试验，反应后氢气就在注射内，氢气可以立即点燃得到检验。
步骤如下：
（1）准备：把注射器烘干（晾干），如果条件有限，可以用餐巾纸洗干注射器中的水。备用。
（2）操作：切一豆粒大小的金属钠，置于注射器中，推压注射器，把钠压扁，排尽空气，再吸入约25毫升水，迅速把针头插入橡皮塞（封闭注射器），即可发生反应。
（3）观察：把注射器针头朝下，观察钠在水中的反应现象（浮、熔、游、响、红、气体体积增大）。然后把针筒内的溶液注入到小烧杯中，并向其中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红色；点燃酒精灯，把针头对着火焰，轻轻推压注射器，可以看到气体的燃烧现象，（推理气体为氢气）。
该实验优点：该实验的优点是注射器的密封性能较好，点燃氢气时安全性能较好，能检验氢气和生成的碱；仪器结构简单便于携带和操作。
2．铝和氢氧化钠溶液反应
一般情况下，金属可以与酸反应，放出氢气。金属铝不但可以和酸反应，也可以与氢氧化钠的反应，如何反应，生成什么物质？如何通过实验来验证该反应的产物，就是一个需要考虑的问题。以前都是在试管中进行该实验，只能看到有气泡产生，现可用注射器来改进实验。步骤如下：
取约1cm2大小的铝片，打磨出去表面氧化物薄膜，放入注射器，压紧除去其中的空气，吸入7ml氢氧化钠溶液（最好微热的），堵住针头，观察现象。（有气体产生，气体体积不断增大）然后，点燃注射器内的气体，可以判断生成的气体为氢气。
3．铜与硝酸反应
该反应会产生有毒的一氧化氮气体和二氧化氮气体，而且一般装置的开放型特点，不能隔绝空气，所以开始就看可以到红棕色的二氧化氮，而不能很好的说明生成的气体是一氧化氮，更不易观察一氧化氮转化为二氧化氮的过程。而用注射器可以解决这些问题。
铜与稀硝酸反应：
（1）步骤：
取一段铜导线，去塑料外皮，用砂纸打磨，放入注射器筒内，先吸入少量水，推压注射器，赶尽里面的空气，然后吸入约20毫升稀硝酸（稀硝酸要先加热至约70°C，可以加快反应速率），迅速把针头插入橡皮赛堵住针口。
（2）观察：
发现注射器内溶液逐渐变为绿色，无色气体体积逐渐增大。待反应一段时间后，吸入约20毫升水，反应减慢，溶液变为蓝色；然后除去橡皮塞打开针口，吸入一定体积的空气，发现针筒内气体由无色变为红棕色。再吸入少量水振荡，可以看到红棕色逐渐消失，变为无色。完毕后，取一只小烧杯，加入氢氧化钠溶液，把针筒中的气体和溶液推入烧杯中，吸收有毒的气体，可以看到蓝色絮状沉淀。
铜与浓硝酸反应：
（1）步骤：
取一片铜片（约2mm×2mm），用砂纸打磨，放入注射器筒内，先吸入少量水，推压注射器，赶尽里面的空气，然后吸入约20毫升浓硝酸，迅速把针头插入橡皮赛堵住针口。
（2）观察：
发现注射器内溶液迅速变为绿色，红棕色气体体积逐渐增大。待反应一段时间后，吸入约40毫升水，充分振荡针筒，溶液变为蓝色，气体变为无色；然后除去橡皮塞打开针口，吸入一定体积的空气，发现针筒内气体由无色变为红棕色。完毕后，取一只小烧杯，加入氢氧化钠溶液，把针筒中的气体和溶液推入烧杯中，吸收有毒的气体，可以看到蓝色絮状沉淀。
4．卤素离子及其单质间的转化⑴
在必修1的教材上，该实验是在KI溶液中加入氯水，再通过CCl4的萃取，在CCl4层中才能看到Br2或I2单质。我认为该实验存在以下几点弊端：（1）该实验重点在于置换出单质，现象不直接，很多学生容易把CCl4作反应物。（2）Br2或I2单质在CCl4中浓度不同，显示的颜色有很大的差异，同学说法不一。（3）CCl4是有毒的油状物，实验结束不仅清洗麻烦，还造成环境污染。
实验步骤：整个实验用注射器作为反应器，先用注射器抽取10ml左右的氯气（事先准备好），再抽取几滴KBr溶液，摇晃几下针筒，就在壁上出现橙红色的溴单质，几秒中后溴就挥发充满了整个针筒空间。这时如果再抽取几滴KI溶液，充分接触，橙红色的溴蒸气消失，针筒壁上出现紫黑色的固体，如果被阳光一照，I2单质就升华成紫色的气体。
该实验的优点：（1）现象非常直观，使学生更好的了解Br2或I2单质的特性。（2）在这个封闭的环境中很环保。（3）实验结束清洗方便，只要抽取少量的水就可以除去溴。如果壁上沾了碘单质，抽取KI溶液就可以溶解。也可以抽出CCl4，正好可以向学生解释这些单质在CCl4中的溶解度。
二．注射器作为辅助仪器使用
1．乙烯（或乙炔）的性质实验
以往做乙烯（或乙炔）的性质实验时，往往是现场制取乙烯（或乙炔）气体，气体的发生装置比较复杂，如果在几个班级都要演示，就会比较麻烦。
现作如下改进：
（1）用医用葡萄糖注射液塑料袋（250mL附带橡胶塞）收集满2袋乙烯（或乙炔）气体备用。
(2)用注射器（10mL）从塑料储气袋中吸出约8mL气体，针头放于点燃的酒精灯火焰旁，轻推注射器活塞，气体安静的燃烧
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