有关含氮元素物质实验的改进及创新

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1、有关含氮元素物质实验的改进及创新摘要：以氨气喷泉实验、氨和氯化氢反应、铜与浓硝酸反应三个实验改进为例，让学生在掌握新知识的同时，借助化学实验，培养观察现象、分析问题和解决问题的能力；通过实验改进，开发学生潜能，发展学生个性，拓展学牛视野。关键词：实验改进与创新；氨气喷泉实验；氨和氯化氢反应；铜与浓硝酸反应文章编号：10057C6629（2017）2?C0069?C03屮图分类号：G633.8文献标识码：B化学是一门以实验为基础的自然学科，高中化学课程标准中明确指出要“树立绿色化学思想、形成绿色化学的观念”，表明绿色化学思想己成为化学课程

2、与教学的一项重要的目标和内容。新课改理念中强调要突出化学实验在教育教学中的重要性。《基础教育课程改革纲要（试行）》中倡导学生要主动参与、乐于探究、勤于动手，提高搜集和处理信息、获取新知识、分析和解决问题以及交流与合作的能力，增强社会责任感；教师应创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，使每个学生都能得到充分的发展。在高屮化学教学屮，人教版化学1（必修）教材第四章的氮族元素主要介绍含氮元素的物质，包括：氮气、氮的氧化物、硝酸及硝酸盐等。元素化合物在高中阶段属于重要的学习内容，对元素化合物

3、的学习通过化学实验以及实验改进与创新來展开，有助于学生在学习掌握新知识的同时,借助化学实验培养观察现象、分析问题、解决问题的能力。通过实验改进,开发学生潜能，发展学生个性，拓展学生视野，提升学生的科学素养。本文主要以“氮族元素”为例，介绍几则有关含氮元素物质的实验改进，以供参考借鉴。1实验室制氨气及喷泉实验的改进仪器：小试管、胶头滴管、圆底烧瓶（集气瓶等）、带导气管的单孔塞、矿泉水瓶、棉花、银子药品：氯化镀、氢氧化钠、浓氨水，红色石蕊试纸（或浓盐酸）、水原理：NaOH固体溶于水放热，促进NH37H2O分解放出NH3。改进方案（见图1、2

4、）：改进优点：（1）教材屮的实验方案是对混合物氯化镀和氢氧化钙固体加热制备氨气，反应装置需要酒精灯进行加热［1］；而本改进实验装置简单，操作方便，不需要加热装置，只需要向盛有氯化鞍和氢氧化钠混合物的试管中加入浓氨水于常温下即可快速制备氨气。（2）喷泉实验改进后，实验现象明显，通过矿泉水瓶变形，可让学生直观地看到瓶内外形成了压强差。2氨气和氯化氢反应实验的改进实验仪器：小试管、橡胶塞、注射器针头、棉花药品：浓氨水、浓盐酸、冷水原理：浓氨水和浓盐酸易挥发，气体相遇形成白烟。NH3+HC1二NH4C1改进方案（见图3）：改进优点：（1）实验仪

5、器常规，操作过程简单。（2）药品用量少，只需向棉花上滴几滴浓氨水或浓盐酸，现象明显。（3）实验在密闭仪器中进行，气体不会逸出，不会污染环境，体现绿色环保理念。替代仪器：用带瓶盖的广口瓶，分别向瓶盖内部和瓶底部滴几滴浓氨水和浓盐酸即可（也可将广口瓶换成培养皿）；或用橡胶管连接的2个干燥管，挤压胶头滴管使少量浓盐酸或浓氨水进入干燥管屮，打开止水夹，观察现象即可（如图4）；也可用图5装置进行该实验，两支注射器分别装浓盐酸和浓氨水，推动注射器压缩柄使少量试剂进入试管中即可观察实验现象。这些仪器改进均使氨和氯化氢反应在密闭容器屮进行，不会污染环境

6、，虽然药品用量极少，但现象非常明显。3铜与浓硝酸反应实验的改进3.1改进一[2]仪器：烧杯、2支塑料注射器（规格：5mL和20讥）、塑料输液袋（规格：lOOmL）药品：细铜丝、浓硝酸、蒸憎水实验原理：铜与浓硝酸反应产牛红棕色气体二氧化氮，二氧化氮遇水反应产牛无色气体一氧化氮，一氧化氮遇空气乂变为红棕色气体二氧化氮。Cu+4IIN03（?猱?二Cu（N03）2+2N02t+2II203N02+H20二2HN03+N02N0+02二2N02改进方案（见图6）：用一注射器吸取少量浓硝酸（约2mL）注入空的透明塑料输液袋。将细铜丝绕成圈放于另一

7、注射器内，排除空气，插入上述装有浓硝酸的塑料输液袋，抽提注射器压缩柄使袋内浓硝酸进入针筒内。观察反应现象一段时间后，按下注射器压缩柄，使注射器内的气体、液体进入输液袋内，拔岀注射器。用注射器向输液袋中注入蒸纟留水（约10mL）,充分振荡，产生的红棕色气体N02与H20充分反应，观察到红棕色气体变为无色气体NOo再用注射器向输液袋中注入空气（约15mL）（注：此时不振荡），NO与02反应，观察到无色气体乂变为红棕色气体N02。充分振荡，观察到红棕色气体又变为无色气体N0。改进优点：（1）实验装置简单，不仅节约材料和药品，且操作方便，现象明

8、显,具有趣味性。（2）实验便于控制，可随时停止，操作安全。（3）突出环保意识，虽然实验中产生N0和N02都是有害气体，但在整个实验中没有泄漏，口尾气处理在密闭的体系内进行，不会造成环境污染，实现了实验的绿色