刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号:2-418
历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1989
微型多泡管的制作与应用
【作者】 夏开国
【机构】 四川省苍溪中学校
【摘要】【关键词】
在实验教学中,为了认识某种物质的性质,教材中常设计有几个后续实验来进一步说明,这些实验几乎都是独立演示的。这样往往在实验准备、操作、时间等方面都存在着一些缺陷,比如:课堂上使用过的仪器不可能立即清洗后再来作下一步实验,故事先需准备多套类似设备;当为验证反应中产生的多种产物时,由于操作分散,只有重复实验,这样使得药品用量较大、浪费时间等。鉴于上述教学过程中的实际问题,笔者琢磨,能否让某些物质的一系列实验均放在一套微型设备中流水线作业来完成,于是,我们动手设计制作了"微型多泡管",现将它的制作过程和典型应用简介如下,敬请同行指正。
1"微型多泡管"的制作
1.1材料准备
小试管(10×100mm 或12×100mm)、废旧酸(碱)式滴定管,或找口径与滴定管相近的玻璃管,小橡胶塞等。
1.2具体制作
1.2.1 裁管
先根据实验需求要制作"几泡",来确定玻璃管的长度(为操作方便, "泡"外管口的两端应不少于3cm),用三角锉刀或小砂轮便可切断。切割时左手握住玻璃管,姆指指甲顶住欲切断处,将玻璃管平置于实验台边缘处使其与边缘线的交角约30°左右。右手持三角锉(或小砂轮)在欲切断处沿与玻璃管垂直的方向锉一锉痕。如果一次锉出的痕不够深,可在原处沿原方向再锉几次,但不可来回乱锉,否则会使断口不齐,也会使切割工具迅速变钝。然后将玻璃管拿起,双手水平握持,两手姆指指甲并齐顶在锉痕背面向前缓缓推压,同时其余手指分握锉痕两侧向斜后方拉折,开始用力宜小,缓缓加大力度直至断开。为了安全,可在锉痕两侧分别以布包衬,然后折断。
1.2.2吹泡
在玻璃管的一端塞上合适的胶塞,若制"二泡管"可用小试管制作,确定准制"泡"位置,将玻璃管的这一位置放在酒精喷灯火焰上加热灼烧(玻璃管必须持平),当该位置灼烧至红热时,立即移开火焰,手持玻璃管且用一手指按住一端的胶塞,用嘴在另一端吹气(用力适当!注意玻璃管烧嘴!),玻璃管加热处将慢慢隆起现出一个"泡",制成的"泡"直径约1.2~1.6cm,高约1~1.2cm 。按照此法依次操作,可以在同一玻璃管上不同位置吹出多个"泡"来(泡间中心距在2.5~3cm为宜),即制得"微型多泡管"。
2"微型多泡管"的典型应用
2.1利用"二泡管"演示Na2CO3与NaHCO3热稳定性对比实验
实验时,在"二泡"中分别加入少量的Na2CO3、NaHCO3,并塞上带导气管的橡皮塞,导气管伸入盛有少量澄清石灰水的小试管中;先对Na2CO3进行加热,澄清石灰水无明显变化,说明Na2CO3热稳定性较大在酒精灯加热条件下不会分解;然后再对NaHCO3加热,很快澄清石灰水变浑浊,说明NaHCO3热稳定性较小,分解有CO2气体产生。
图1
2.2利用"二泡"演示硝酸的氧化性
实验前,将一粗铜丝一端绕成螺旋状团,然后穿过橡胶塞(如图2中)。实验时,在"二泡"中分别加入少量浓硝酸、浓NaOH溶液;塞上带螺旋状团铜丝的橡胶塞(先让铜丝团向上),演示时,将铜丝旋转180°,使铜丝团与浓硝酸接触,即发生反应。实验完毕,再将铜丝旋转180°,铜丝脱离硝酸,反应即停止,有毒产物NO2气体可以被NaOH溶液吸收。
2.3利用"三泡管"进行催化剂概念的实验教学
实验时,在"三泡"中分别加入少量的MnO2、 KClO3、MnO2和KClO3的混合物, 先给MnO2加热一段时间后,用带有火星的木条放进管口,木条不会复燃,说明无氧气产生;然后又给KClO3加热,不久它会熔化,同样用带有火星的木条放进管口,木条会复燃,说明有氧气产生;最后给MnO2和KClO3的混合物加热,很快在它还未熔化时,即用带有火星的木条放进管口,木条也会复燃,说明有氧气快速产生,即说明了MnO2能促使KClO3在较低温度下迅速发生化学反应。
图4
2.4利用"三泡管"演示浓硫酸的氧化性实验
实验前,将一粗铜丝一端绕成螺旋状团,然后穿过橡胶塞(如图5左端所示);另取一单孔橡胶塞配一短玻璃管,并在玻璃管上系上一小气球(如图5右端所示,作用一防环境污染,作用二缓冲气压)。实验时,在"三泡"中分别加入少量的浓硫酸、紫色石蕊试液、品红溶液,左边塞上带铜丝的胶塞(这时先让铜丝团向上),右边塞上带气球的胶塞。演示时,将铜丝旋转180°,使铜丝团与浓硫酸接触,即发生反应。很快会看到紫色石蕊试液变红,品红溶液褪色。这时再将铜丝旋转180°,铜丝脱离硫酸,反应即停止。然后给褪色的品红试液微热,它又恢复为红色。
2.5利用"三泡管"演示乙醇去氢氧化的实验
实验前,在"三泡管"的一端安一个较大点的滴管胶头(或胶囊),实验时,在"三泡"中分别加(放)入少量沾有无水乙醇的棉花、氧化铜粉、无水硫酸铜。用酒精灯在CuO粉末的位置加热约0.5min左右,再稍把酒精灯火焰往沾有无水乙醇的棉花一端移一点,同时,用手稍挤压胶头,很快就清楚看到黑色CuO粉末渐渐变成紫红色,无水硫酸铜也由白色变为蓝色,在未封口的管口处还可闻到很浓的乙醛气味。
图6
2.6利用"三泡管"作Cu2(OH)2CO3分解实验
实验时,在"三泡管"的一端塞上一个橡胶塞(若用小试管吹制的"三泡管"就不需胶塞),在"三泡"中分别加入少量的碱式碳酸铜晶体、澄清石灰水、无水硫酸铜;用酒精灯在Cu2(OH)2CO3处加热,渐渐它由蓝色变黑色,无水硫酸铜由白色变为蓝色,最后澄清石灰水也慢慢变浑浊。
图7
注:利用"二泡管"也可仿照图1那样来演示Cu2(OH)2CO3分解实验!
2.7利用"四泡管"作NH4HCO3受热分解实验
实验时,在"四泡管"的一端塞上一个橡胶塞,在"四泡"中分别加入少量的碳酸氢钠、澄清石灰水、无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸;用酒精灯在NH4HCO3处加热,渐渐看到无水硫酸铜由白色变为蓝色,红色石蕊试纸变蓝,澄清石灰水也慢慢变浑浊。
图8
注:利用"三泡管"也可仿照图1那样塞上带导气管的胶塞来检验CO2气体的生成!
3 优点
通过上述实验可以明显看到微型多泡管具有省药品、省时间、污染少、易操作、安全可靠,学生能够一气呵成的观察相关现象,有利吸引学生学习注意力,从而提高教学效果。
4 注意事项
由于"多泡管"是在原玻璃管(或试管)基础上再经加工而成的,体质很薄了,温度过高,极易损坏。所以,轻拿轻放;实验时,加热前先预热,加热时间不宜过长,最好不时地移动。