氨气的制取及性质检验一体化实验

总第360
期
2021年4月
实验教学与技术装备
氨气的制取及性质检验一体化实验
康泽伟 崔晓曼
摘　要：通过一体化实验设计将氨气的制取、氨气的性质检验融合为一个综合实验，有利于学生对氨气进行综合分析，并逐步形成研究物质的一般思路和方法，激发学生学习化学的兴趣。

实验操作简单，绿色环保，适宜学生分组实验，培养学生科学探究与创新意识等学科核心素养。

关键词：氨气制备；性质检验；一体化；改进
作者简介：康泽伟，硕士，二级教师；崔晓曼，本科，一级教师。

天津市静海区静海县第四中学，301600
基金项目：天津市教育学会“十四五”教育科研规划课题《优化教学环节培养学生化学核心素养的实践研究》。

一、实验背景及问题提出
氨气的制备及性质检验实验是人教版《化学(必修2)》第五单元第二节《氮及其化合物》的必做实验[1]，采用现行新课程标准教材所述的方法进行实验存在三方面的问题：一是需要事先收集好若干瓶氨气待用，准备时间较长，为开展实验增添了阻力。

二是喷泉实验效果有时不理想。

由于氨气易扩散，在制取和收集时，操作稍有不当就会有氨气泄漏，造成环境污染，且使用时容易使得喷泉效果不理想甚至实验失败；经典实验方法对氨气和收集氨气的装置的干燥程度要求高，稍有水分就易导致实验失败。

三是氨气的制备实验和性质检验实验大多需要分开进行。

基于以上问题，笔者设计了一体化实验装置[2-4]。

二、实验用品
(1)实验仪器：250 mL 圆底烧瓶、铁架台、玻璃导管、橡胶导管、止水夹2个、250 mL 烧杯2个、500 mL 烧杯1个、药匙1个、红色石蕊试纸、5 mL 注射器3支、20 mL 注射器2支、改进双孔塞1个。

(2)实验药品：浓氨水、浓盐酸、氢氧化钠、酚酞溶液。

三、实验操作1.安装实验装置
将两根带有止水夹的导管插入圆底烧瓶，呈一短一长放置，长管用于排水，倒吸形成喷泉，短管用于向
下排空气并验满，注射器针头穿过胶塞呈悬空状态。

2.气密性检验
关闭止水夹a ，打开止水夹b ，使用20 mL 注射器向圆底烧瓶内注入气体，产生连续的气泡，当向后拉动注射器活塞时，短导管内液面上升且一段时间内液面不下降证明气密性良好。

3.装药
取下胶塞向胶塞凹槽内加入氢氧化钠固体2 g ，两支5 mL 注射器内分别吸入3 mL 浓氨水和1 mL 浓盐酸放入2号烧杯和3号烧杯，防止氨气和氯化氢气体挥发到空气中，1号烧杯加入500 mL 蒸馏水并滴加几滴酚酞，装置见图1、图2。

图1　实验装置图 图2　装置实物图
4.进行实验
(1)关闭止水夹a ，打开止水夹b ，将短导管移出水面，将装有3 mL 浓氨水的注射器插入针头并将浓氨水注入胶塞凹槽内与氢氧化钠接触(见图3)，反应一段时
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月间后将湿润的红色石蕊试纸置于短导管管口，试纸变为红色，证明氨气集满。

图3　装药
(2)取下装有浓氨水的注射器，插上装有1 mL 浓盐酸的注射器，注入少许氯化氢气体，圆底烧瓶内立即产生白色的烟(见图4)，完成氨气与氯化氢反应生成氯化铵固体的实验，此时装置内仍有较多氨气。

图4　注入氯化氢后产生白烟
(3)取下装有氯化氢的注射器，用一支新的注射器向圆底烧瓶中注入少许水触发喷泉实验。

水从长导管迅速进入，圆底烧瓶呈现深红色(见图5)。

图5　触发喷泉实验
5.拆除装置
实验完毕后将止水夹a 和b 打开，使液体顺利流出，用一定量的盐酸中和后倒入废液缸。

四、实验创新点及意义实验改进后有以下几种优点。

(1)实验的独特设计是将圆底烧瓶的胶塞掏成半空以盛放一定量的氢氧化钠，用于制备氨气。

(2)实验装置实现了将氨气的制备收集检验及性质一体化，氨气制备采用浓氨水与NaOH 固体制备，利用
氢氧化钠溶解放热，促使一水合氨分解正向移动，源源不断地产生氨气，不需要加热就可以生成氨气，简单易操作。

氨气收集满后，通过注射器针头向圆底烧瓶内注入少量氯化氢气体，立即产生白烟。

实验设计具有一定的综合性，可以有效培养学生的科学探究和创新意识。

(3)此设计的所有实验都在同一密闭装置中进行，可以减少氨气在制备、检验、装置转换过程中的泄漏，现象明显，绿色安全。

实验所需仪器少，操作简单，所需实验药品少，原料节省。

(4)实验的气密性检验也是一大亮点，不受环境和仪器的限制，原有气密性检查方式采用手捂或热毛巾捂，此实验用的圆底烧瓶体积大，不宜使用上述方法。

(5)实验设计现象明显，课堂耗时较短，又尽可能
地避免氨气排入空气，环保无污染，非常适合学生分组实验。

此外，也让学生学习了另一种快速便捷的制备氨气的方法，无须事先准备氨气，内容新颖，能够激发学生的学习兴趣。

参考文献
[1] 普通高中教科书化学(必修2)[M].北京:人民教育
出版社,2019.
[2] 王晓瑜,冉鸣.氨气喷泉实验的一体化设计[J].化
学教育(中英文),2018,39(19):52-53.
[3] 徐兰芳.氨气喷泉实验的改进[J].中学化学教学参
考,2018(18):53.
[4] 顾春燕.“喷泉”实验教学功能的挖掘[J].化学教
与学,2017(1):11-14.。