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文檔簡介
1、有毒氣體實驗方法的創(chuàng)新姓名周秀芝 單位開封市第七中學職稱中學高級 參賽實驗名稱有毒氣體實驗方法的創(chuàng)新教材版本和年級人教版 必修1 實驗設計目的:在必修1第四章非金屬及其化合物中,師生對于氯氣、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等有毒氣體的實驗,有不同程度的恐懼,產生“避之而不及”的心態(tài),難免影響課堂教學效果。為了解決有毒氣體的實驗問題,我們進行了各種嘗試,創(chuàng)新設計了一種綠色化的實驗方法,集各種氣體的制取、儲存和取用于一體,環(huán)保、安全、快捷。實驗儀器、試劑:創(chuàng)新儀器主要有三種:【注:都是醫(yī)院用過的物品】1、 塑料輸液瓶(袋): 其優(yōu)點是:瓶口密封性
2、好,便于貯存氣體;瓶體無色,便于觀察反應現象 ;瓶塞留有注射器針頭插入的專門位置;塑料耐腐蝕,與常見氣體不反應。瓶體體積可變,易于排除瓶內空氣,使收集的氣體較純凈,又易控制氣體的量,輸液袋效果更好;常用規(guī)格有100mL、250mL、500mL。簡稱輸液瓶(袋)。2、 注射器:其優(yōu)點是:密封性好;有刻度,便于量取氣體和液體的體積; 利用針頭添加和吸取物質,快捷方便。規(guī)格有多種,如5mL、10mL、20mL、30mL、50mL、100mL。3、 青霉素藥瓶:其優(yōu)點是:瓶口能密封,能貯存少量氣體;瓶體容積小,所需藥品少;瓶體無色,便于觀察反應現象;瓶塞便于注射器針頭插入。一般是10mL。簡稱小藥瓶。
3、二氧化硫的制取與性質實驗用到的藥品有:濃硫酸、亞硫酸鈉飽和溶液,石蕊試液、品紅溶液、高錳酸鉀酸性溶液、碘水、酚酞、氫氧化鈉稀溶液、熱水實驗儀器裝置圖(無論用手或電腦畫都必須清晰)及儀器的組裝說明:實驗創(chuàng)新原理與特點:1、 實驗方法:1、 制取氣體(1) 選擇一個合適容積的輸液瓶(袋)。演示實驗選擇容積最小的100mL,探究實驗選擇容積大的。清洗干凈,抽出其中的空氣,接近真空。根據制取氣體的量,計算所需藥品的質量或體積。(2) 根據反應物的狀態(tài)、反應的劇烈程度和氣體的性質,一般有兩種方法制取氣體:方法一:如果是液體與液體之間反應,把藥品直接注入輸液瓶(袋)內反應。這種方法能確保實驗的安全與環(huán)保,
4、應用方便。方法二:如果需用固體與液體反應,且固體不能加入輸液瓶(袋)內,可采用在注射器內反應,快速把氣體推入輸液瓶中。(制備反應過于劇烈的氣體時,動作應快速、準確,否則會有少量氣體泄漏)2、 儲存氣體(1) 建議現制現用,若要放置一到兩天,瓶塞針眼處涂上凡士林。(2) 盛有氣體的塑料瓶(袋),易于放置和搬運,使用十分方便。3、 取用氣體 選擇一個潔凈的合適大小的注射器,把針頭插入輸液瓶(袋)內,吸取所需氣體的量,進行相關氣體的實驗。 建議在小藥瓶內做氣體的性質實驗,不僅所需氣體的量少,而且氣體在密閉空間內反應,減少有毒氣體的逸出。例如:制取少量的二氧化硫氣體(1) 取一個已抽成接近真空的250
5、mL塑料輸液袋。(2) 用一個注射器向瓶內注入4mL濃硫酸,用另一個注射器吸取飽和亞硫酸鈉溶液,針頭插入瓶內,慢慢加入溶液,邊加邊振蕩,觀察氣體的量,控制加入亞硫酸鈉溶液的量約10mL,吸出溶液。例如:二氧化硫的性質實驗(1) 準備四個小藥瓶,分別加入兩滴管下列溶液:品紅溶液、石蕊試液、高錳酸鉀酸性溶液、碘水,蓋好瓶塞,用注射器抽出瓶內空氣。(2) 用一個潔凈的20mL注射器,吸取10mL的二氧化硫,分別向小藥瓶內注入1mL 至2mL的二氧化硫,振蕩,觀察現象。(3) 向盛有稀氫氧化鈉溶液的燒杯中滴加兩滴酚酞,輸液瓶插上針頭,倒放入NaOH溶液中,擠壓瓶體,觀察現象。(4) 把盛品紅溶液的小藥
6、瓶,放入盛有熱水的燒杯中,加熱,觀察溶液的顏色變化。(5) 排出廢液,清洗輸液瓶,重復使用或放入廢物箱。制二氧化氮該實驗解決了三個問題:制取二氧化硫,必修1 P90實驗4-7,二氧化硫的還原性4、 實驗注意事項:(1) 輸液袋比輸液瓶真空程度更好,殘留空氣更少。(2) 制取氣體的量以不使瓶體鼓起為宜。(3) 針頭與酸能發(fā)生反應,用后應及時清洗。(4) 學會巧妙清洗輸液瓶和排除空氣。制氯氣(5) 瓶塞反復使用,會漏氣,及時更換。2、 實驗創(chuàng)新點(1) 實驗過程環(huán)保安全,余氣處理簡單。(2) 實驗儀器容易獲得,實驗裝置簡潔。(3) 實驗操作簡便,實驗現象明顯。(4) 節(jié)約藥品,容易控制氣體的量。(
7、5) 靈活性強。如:較好地做銅與稀硝酸反應及NOX性質實驗。(6) 適合學生分組探究實驗,值得推廣應用。(7) 應用范圍廣泛。這種方法適合于中學化學中的大多數有毒氣體的制取和性質實驗。例如:用84消毒液和 6mol/L的鹽酸制氯氣,用銅絲(片)和 10mol/L的濃硝酸制二氧化氮,用濃硫酸和濃鹽酸制氯化氫,用濃氨水和濃氫氧化鈉溶液制氨氣;還適用于無毒的氣體,如:用飽和碳酸鈉溶液和濃硫酸制二氧化碳,用雙氧水和二氧化錳制氧氣,用鎂條和稀硫酸制氫氣。推薦下列實驗方案:一、 氯氣:1、推薦藥品:84消毒液、6mol/L鹽酸,石蕊試液、品紅溶液、碘化鉀淀粉溶液、溴化鈉溶液、一片干燥的紅紙、一片濕潤的紅紙
8、、一條濕潤的碘化鉀淀粉試紙、鈉塊、細沙、氫氧化鈉濃溶液 、水2、制取少量的氯氣:(1) 取一個已抽成接近真空的100mL塑料輸液瓶。(2) 用一個注射器向瓶內注入5mL6mol/L鹽酸,用另一個注射器吸取15mL的84消毒液,針頭插入瓶內,慢慢加入溶液,邊加邊振蕩,觀察氣體的量,控制加入84消毒液的量,10mL即可。3、氯氣的性質實驗:(1)準備8個小藥瓶,其中4個分別加入兩滴管下列溶液:石蕊試液、品紅溶液、碘化鉀淀粉溶液、溴化鈉溶液;另外4個干燥的小瓶內,分別放入一片干燥的紅紙、一片濕潤的紅紙、一條濕潤的碘化鉀淀粉試紙、一塊綠豆大的鈉塊(瓶底鋪上細沙)、蓋好瓶塞,用注射器抽出瓶內空氣。(2)
9、用一個潔凈的20mL注射器,吸取15mL的氯氣,分別向小瓶內注入1mL至2mL的氯氣,振蕩,觀察現象。向放鈉的瓶中加入約4mL的氯氣,再用注射器加入幾滴水,觀察現象。(3)向輸液瓶內注入10mL氫氧化鈉濃溶液,振蕩,觀察氣體的顏色變化和瓶的容積變化,又制成了84消毒液。把瓶內溶液保存,需要氯氣時再加入濃鹽酸,即可重復使用。該實驗解決四個問題:制取氯氣,必修1 P84實驗4-4、4-5,必修2 P8實驗1-1,必修2 P21實驗1-2二、二氧化氮:1、推薦藥品:銅片(絲)、10mol/L硝酸,氫氧化鈉濃溶液、熱水、水2、制取少量的二氧化氮氣體(1) 取一個已抽成接近真空的100mL塑料輸液瓶。(
10、2) 用一個注射器向瓶內注入少量10mol/L的濃硝酸,再把一根較長的銅絲從針孔插入瓶中,控制銅絲與硝酸的接觸,控制氣體的量。說明:若無銅絲,可以改為向一個20mL注射器內放入三片小于其內徑的銅片,安裝好注射器的活塞,排盡其中的空氣。再吸入8mL10mol/L濃硝酸,立即把針頭插入輸液瓶內,控制活塞,等反應結束把氣體推入輸液瓶。3、二氧化氮的性質實驗(1) 用一個30mL注射器,吸取15mLNO2,把針頭插入橡皮塞上,推或拉注射器的活塞,從針頭方向觀察注射器內氣體顏色的變化。完畢,向注射器內吸入少量水,觀察氣體的顏色和氣體的體積變化。(2) 把輸液瓶放入盛有熱水的燒杯中,觀察瓶內氣體顏色變化。(3) 用注射器向輸液瓶內注入約10mL水,振蕩,觀察現象;再用注射器向輸液瓶內注入約10
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