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《氨气喷泉实验的探究》研究报告
1 研究背景
“氨气的喷泉实验”是一个有力证明氨气在常温下极易溶于水且兼有证明其
水溶液显碱性的实验,其在中学化学中具有很重要的地位,可作为初中化学知识
的课外拓展,实现初高中衔接的有效平台。
采用现行高中新课标版所述的方法进行实验,在实际操作中存在几点不足:
①做 “喷泉实验”的操作步骤繁琐。因做喷泉实验时,需要事先收集好若干瓶氨
气待用;而且每做一次喷泉实验都要更换盛满氨气的圆底烧瓶,需重新组装实验
装置再做。②喷泉实验效果有时不理想。由于氨气易扩散,预先收集好的氨气会
泄漏,到使用时导致喷泉效果不好甚至实验失败;由于经典实验方法对收集氨气
装置的干燥程度要求高,稍有水分就易导致实验失败。③经典 “喷泉实验”方案
会有氨气泄漏,造成环境污染,方法与环保相悖。由于收集氨气时,部分氨气会逸
出而污染环境;当氨气集满,转换装置时也易溢漏而造成污染。④教材很少演示
氯化氢与氨气的白烟实验。
2 研究内容
针对上述传统喷泉实验方法存在的不足。另外,分液漏斗的活塞一般配套,
使用过程中,大多数分液漏斗因活塞损坏就失去了其作用而被废弃。同时,基于
各类文献的调研结果,利用分液漏斗和注射器对氨气的喷泉实验进行了微型化设
计,将氨气的制取和收集、氨气的白烟和喷泉等实验设计于一体,具有节约药
品, 简单易行,实验效率高,可循环使用等优点。
实验主要的改进之处:
1 .把氨气的制备、收集及验满、白烟和喷泉实验装置连接成一个整体,操
作简单。
2 .可节约药品与操作时间。
3 .整套实验无有害气体泄漏,不会产生环境污染,符合绿色化学理
念。
2.1 实验用品
1
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实验仪器:5 mL 注射器 4 支、烧杯、橡胶塞、50 mL 分液漏斗(活塞已坏) 实
验试剂:蒸馏水、氢氧化钠固体、浓氨水、脱脂棉、浓盐酸、酚酞、红色石蕊
试纸
2.2 实验原理
(1)利用浓氨水的挥发性,在浓氨水中加入氢氧化钠固体后,氢氧化钠溶于
浓氨水后增大了溶液中氢氧根离子浓度,促进可逆平衡逆移,且溶于水时放出热
量,加速了浓氨水的挥发,迅速放出氨气。
NH+HO — NH • HO = NH+ + OH-
3 2 3 2 4 一
(2)氨气极易溶于水。将注射器中的水挤入漏斗内,氨气溶于水,压强减小,
大气压将水压入分液漏斗,形成喷泉;采用蘸有水的棉花团吸收多余的氨气;氨
气与氯化氢反应,生成氯化铵,便可观察到白烟。
(3)利用氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝来检验氨气是否集满。
2.3 实验装置
实验装置如附图所示
2
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2.4 实验步骤
(1)按附图所示实验装置组装仪器并检查装置的气密性。检查方法:将注射器A、B
、 C 的活塞推到底部,用止水夹夹住b、c 两处,向外拉出注射器 C 的活塞一段距离后松手,
若活塞能回到原来的位置则说明装置的气密性良好。
(2)添加试剂及用品。向试管中加入少量的NaOH 固体,注射器A 中吸入2 mL 浓氨
水,注射器 B 装有少量的水,注射器 C 放有蘸有浓盐酸的棉花团和蘸有水的棉花团,注射
器 D 放有蘸有水的棉花团,烧杯中的水滴有酚欧。
(3)制取氨气实验。用止水夹夹住C 处,将注射器 A 的浓氨水慢慢注入到试管中,分
液漏斗内的空气由 b 处导管排出,待 b 处湿润的红色石蕊试纸变蓝时,说明氨气已收集满,
此时用止水夹夹住 b、e 两处,取下注射器 A,换上注射器D,以吸收多余的氨气。
(4)氨气的白烟实验。在制取氨气的过程中,其实很难发现注射器C 处有白烟产生,
此时可以轻轻向内推动注射器 C,使浓盐酸挥发出的氯化氢气体进入分液漏斗,便可观察
到 大量的白烟。
(5)氨气的喷泉实验。步骤(4)中氯化氢与氨气反应生成的氯化铵固体以极小的颗
粒 分散,压强减少并
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