三通管化学实验的改进_三通论文

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Y形三通管是一种普通的化学仪器,除了偶尔被用来单一作导管使用外,平时在化学实验室中几乎是处于被闲置的状态。但实际上,只要广大教师开动脑筋,拓宽其用途,就会发现它对某些实验现象的观察或实验装置的改进常可起到意想不到的效果。下面笔者对Y形三通管在化学实验中的妙用试举几例予以说明。

一、用于实验组合设计

从化学课堂教学和实验整体设计的角度出发,对一些多步骤、分散的实验进行组合设计,能使实验整体感强,操作简便,现象明显。若能恰当利用Y形三通管,就能给课堂实验带来便捷,实验效果也让人耳目一新。例如,在探究二氧化碳的性质实验时,教材安排了多个实验,完成这些实验需用的仪器多、药品用量大、操作费时繁琐,如果利用Y形三通管的特殊结构进行实验整合,就可以将几个实验用1个装置来完成,如图1所示。

该实验操作步骤是:取1支Y形三通管,在它的上支管和下支管内各放入1张湿润的蓝色石蕊试纸,然后,将它与二氧化碳的发生装置连接。通入二氧化碳(注意控制气流不可太快),片刻即可观察到下管内的试纸变红,而上管内的试纸不变色。此现象证明:二氧化碳密度比空气大,二氧化碳能与水反应生成碳酸。再将1根燃着的木条放在三通管的上方管口,观察到火焰无变化,再把燃着的木条放在下端管口处,观察到木条立即熄灭,由此证明二氧化碳气体的密度比空气大,同时还能证明二氧化碳气体既不燃烧也不支持燃烧的性质。最后将三通管取下来,把试纸变红的那端放在酒精灯火焰上加热,很快就可以看到,湿润的石蕊试纸由红色重新变成蓝色,这一现象说明碳酸不稳定,容易分解。组合后的实验具有以下优点:几个实验一气呵成,简化了操作,节省了药品,提高了课堂效率;可使二氧化碳气体“像水一样往低处流”,容易得出“二氧化碳密度比空气大”的结论;实验组合科学、巧妙、有趣,对比强烈、现象明显,能激发学生的兴趣,有利于培养学生的探究能力。

二、用于防污染装置

在中学化学教学中,经常需要制取、收集的有害气体有等,这些气体如果任意排放,就会污染环境,危害师生健康,因此必须采取措施,想方设法加强防护。图2和图3是将Y形三通管用于制作防污染装置的典型实例。

图2装置是用于较高纯度有害气体的防污染收集装置,其操作方法是:利用Y形三遇管把有害气体发生装置、集气装置、尾气吸收装置相连接。当气体发生时,打开B弹簧夹,关闭A弹簧夹,使开始不纯的气体通入到尾气吸收装置。当气体纯度符合实验要求时,关闭B夹,同时打开A夹,至气体收集完毕,再打开B夹,关闭A夹,这样,就很方便地实现了对高纯度气体的收集和有害气体的集中处理,有效地防止了有毒气体的危害。图3是做化学平衡实验时用注射器收集气体的操作装置,是图2装置的具体应用。

三、用于制作溶液导电装置

溶液导电性实验是初中和高中化学教学必做的实验。在对比各溶液的导电性时,实验应确保各电极的大小、形状、距离以及浸入溶液的深度相同,但若按课本上仅用电极棒加烧杯这样简单的装置进行操作,难以做到精确调控,因而使实验的可信度大打折扣。另外,教材中未注明电器所使用的电源,若采用220V电压60W的灯泡单个操作,既不安全,又不方便,而且演示时间较长,故有改进的必要。笔者在教学时,利用Y形三通管制作的简易液体导电装置(图4)较好地克服了以上难题,取得了满意的实验效果,且具有装置美观、取材容易、操作方便、药品用量少、现象对比明显等优点。

简易液体导电装置的制作方法是:首先准备5支大小相同的Y形三通管,取10个与Y形管支管管口相配套的橡胶塞,在橡胶塞上打小孔,穿上长短相同的铅笔芯作电极;然后把5支Y形三通管通过卡子固定在用木板制作的底座的展板上;最后把5个36V低压安全灯泡固定在底坐展板上,接着把电路双支线、开关、接线柱固定在装置后面的木板上,并按电路要求连接好线路。实验时,把液体(如相同条件下的盐酸、醋酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液和氨水)从Y形管上端管口分别加入各Y形管内,按下开关连接电源,各灯泡就能显示出相应的现象。

四、用于创新设计胶体电泳装置

传统的胶体电泳实验一般都是在U形管中进行的,由于电极位于上方,在通直流电时,带电的氢氧化铁胶体粒子在移动中,一方面要靠正、负电性的作用,另一方面还要克服重力的吸引。因此,实验时所需要的电压高(110V)、时间长(约20min),且实验现象不明显。笔者采用Y形三通管,设计制作了新的电泳实验装置(图5),经多次试验,取得了非常满意的实验效果。

五、用于制作微型原电池装置

微型原电池装置如图6所示,在三通管管口处塞紧浸泡过饱和KCl溶液的棉花,作为简易盐桥。用橡胶塞作底座,把三通管的下部插入橡胶塞孔内,使装置竖立,并保持稳定。该装置可用于学生课外探究实验,加深学生对原电池概念的学习,操作简便,省时省药。

以上是通过拓展Y形三通管的用途而探究出的其在化学实验教学中的几则妙用实例。通过这几则实例,让笔者深深地体会到了“小物品,大用途”的魅力,从中也启示广大教师,对于实验室内许多用途单一的物品,只要我们勤于思考、勇于探索、敢于创新,就可以更大程度地发挥它们在化学教学中的作用,真正做到一器多用。

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