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氨氣是高中新人教版必修2第五章第二節(jié)“氮及其化合物”中的重要內(nèi)容,教材在探究氨氣的水溶性及水溶液的堿性設(shè)計了噴泉實驗,通過倒置的膠頭滴管向集滿氨氣的燒瓶內(nèi)注水,氨氣迅速溶解在水中,導致玻璃瓶內(nèi)壓強減小,燒杯內(nèi)的水沿導管倒吸入玻璃瓶內(nèi),形成噴泉。
一、裝置改進背景
原裝置存在三個明顯不足:1.裝置復雜,需要膠頭滴管、進水管和雙孔橡膠塞,且氣密性不好,氨氣有泄漏風險;2.膠頭滴管使用不規(guī)范,用倒置膠頭滴管向燒瓶注水,違反膠頭滴管使用規(guī)范,不利于培養(yǎng)學生實驗素養(yǎng);3.氨氣用量大,實驗需準備的氨氣較多,藥品耗損大,不利于分組實驗。
基于以上不足,筆者嘗試對原裝置進行改進,改進后的裝置力求克服原裝置的不足,并期望改進后的裝置符合以下要求:
1.科學:符合高中學生思維認知和實驗操作規(guī)范;
2.實用:取材方便,且適用于演示實驗和分組;
3.微型:藥品損耗少且實驗準備時間少。
二、裝置原理圖和改進方法
1.準備好30ml玻璃小瓶(帶橡膠塞)一個,醫(yī)用輸液器一套;
2.用剪刀從輸液器上分離出本次自制儀器所需的針頭,塑料小泡和滑動開關(guān);
3.將針頭部分接口與塑料小泡接口相連,然后將滑動開關(guān)安裝到塑料小泡另一端的末端部分即可;
4.將自制儀器針頭插入到玻璃小瓶的橡膠塞上(如圖1所示),即完成自制儀器的制作。
三、使用方法和教學評價
(一)改進裝置的實驗步驟
1.用排空氣法在玻璃小瓶集滿氨氣,用橡膠塞蓋好,密封備用;
2.準備一只小燒杯,向小燒杯內(nèi)加入適量蒸餾水,并滴加2-3滴酚酞備用;
3.將自組裝輸液器的針頭部分和末端同時浸入小燒杯水中,然后擠壓中間的塑料小泡,反復擠壓2-3次,直至塑料小泡和輸液管內(nèi)都充滿水,關(guān)閉滑動開關(guān)即可;
4.將針頭從橡膠塞插入到集滿氨氣的玻璃小瓶內(nèi),輸液器末端仍浸沒在水中;
5.擠壓塑料小泡,輸液管內(nèi)的水由針頭部分噴入到集滿氨氣的玻璃瓶內(nèi),打開下方的滑動開關(guān),即可觀察到紅色噴泉。
(二)改進裝置與原裝置對比分析
1.微型化。所需制備的氨氣少,可以減少藥品損耗和實驗準備時間。
2.實用性高。所用材料少,適合作演示和分組實驗,且現(xiàn)象明顯,成功率高。
3.氣密性好。只需用針頭插入橡膠塞,原裝置使用雙孔橡膠塞,氨氣存在較大泄漏風險。
4.科學性強。原裝置用倒置的膠頭滴管向燒瓶內(nèi)注水,違反膠頭滴管的使用規(guī)則,不利于培養(yǎng)學生實驗操作規(guī)范素養(yǎng),改進后裝置規(guī)范科學,并能激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。