氯化铵分解实验的创新
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氯化铵分解实验的创新
对于氯化铵的分解实验,我设计的实验方法,创新使用了中间封闭的大试管这种仪器,使氯化氢和氨气同时从试管两端排出,同时分别检验,且装置简单,构思巧妙。革新了吸收分离手段,使氯化铵分解生成的氯化氢和氨气,在排出的最短时间内,就被吸收分离。采用了无机有机分层检验观察的新方法,既观察到了氯化氢和氨气的气泡,又检验出了氯化氢和氨气,还吸收了有毒的尾气。不但克服了实验的难点,还使实验具有多种功能;能分离出生成的氯化氢和氨气;能观察到无色的氯化氢和氨气的气泡;能检验出氯化氢和氨气。弥补了高中化学教科书之不足。
1 实验原理
NH 4C1ΔHC1↑+NH 3↑
2 实验装置图
3 实验创意
氯化铵分解实验的难点,是生成的氯化氢和氨气,又极易化合成氯化铵,不容易观察到生成的氯化氢和氨气,更不容易将生成的氯化氢和氨气分离出来。用高中化学教科书第二册第12页演示氯化铵分解的实验方法,根本观察不到实验的分解过程和分解产物。演示出的氯化铵分解的实验现象,与碘的升华现象倒很相似。要说明氯化铵的分解原理,必须靠教师的解释,有时还要写上氯化铵的分解和化合的2个化学方程式,学生才能明白。历年(各种版本)的化学教科书,都没能解决这个问题。一些报刊上刊登的改进方法,也不令人满意。
笔者设计的氯化铵分解实验,具有多种功能:能分离出生成的氯化氢和氨气;能观察到无色的氯化氢和氨气的气泡;能用化学方法检验生成的氯化氢和氨气。不但能直观地从本质上演示出氯化铵的分解过程,还能演示出将生成的氯化氢和氨气再化合生成氯化铵的过程,弥补了高中化学教科书之不足。也比以前一些报刊上刊登的改进方法,更科学,更进步。
笔者设想,加热时,让氯化氢和氨气分别从试管两端飘逸出来。加入某种试剂,一端只吸收氨气,放出氯化氢。将放出的氯化氢通入滴有石蕊的蒸馏水中,使石蕊从浅紫色逐渐变成红色。另一端只吸收氯化氢,放出氨气。将放出的氨气通入滴有酚酞的蒸馏水中,使酚酞从无色逐渐变成红色。再将氨气和氯化氢分别通入下层的四氯化碳,四氯化碳是非极性分子,氯化氢和氨气都是极性分子,根
据相似相溶规则,氯化氢和氨气都不溶于四氯化碳,会成气泡冒出来,这就观察到了生成的无色的氯化氢和氨气的气泡。氯化氢和氨气的气泡再冒入滴有酚酞和石蕊的蒸馏水中,这就既检验出了氯化氢和氨气,又吸收了有害的尾气。
吸收氯化氢容易,用实验室常用试剂碱石灰或生石灰。用什么物质吸收氨气,却遇到了困难,选择了很久。用实验室常用试剂无水氯化钙,效果不佳;用无水硫酸铜,效果也不佳。笔者思考氯化钙、硫酸铜等是中性干燥剂,虽然可以吸收氨气,但如果用酸性的干燥剂吸收碱性的氨气,效果应该更好。酸性干燥剂既是固体的,酸性还要强的,查《中学教师化学手册》得知,五氧化二磷吸水性好,是固体,酸性较强,效果应该好。笔者试验过草酸、五氧化二磷等,最后选择了五氧化二磷。
分别将沾有五氧化二磷和碱石灰的石棉绒,放到两端氯化铵固体的上面,即试管的偏中部,而不仅是试管口,使氯化铵分解生成的氯化氢和氨气,在逸出的最短时间内,就被吸收分离,这就大大减少了氯化氢和氨气化合生成氯化铵的机率,就能更好地更多地生成氯化氢和氨气。
4 实验用品
氯化铵,碱石灰,五氧化二磷,四氯化碳,石蕊,酚酞,蒸馏水,石棉绒。
铁架台,酒精灯,中部封闭的大试管,玻璃棒,小烧杯,火柴,药匙,镊子。
5 实验操作
(1)用中部封闭的大试管或在硬质大试管中部放入小纸块封闭,连接好实验装置,检查装置的气密性。
(2)两边分别加入氯化铵。
(3)将五氧化二磷和碱石灰分别混入石棉绒,再分别加入到两边氯化铵固体上面。
(4)将两边导管插入烧杯中,烧杯下面盛四氯化碳,上面分别盛滴有酚酞和石蕊的蒸馏水。(5)缓缓加热。
(6)观察四氯化碳层中的气泡,观察蒸馏水层中颜色的变化。
6 实验结论
氯化铵固体分解,生成氯化氢和氨气。氯化氢使滴有石蕊的蒸馏水逐渐变红色,氨气使滴有酚酞的蒸馏水逐渐变红色。
7 实验评价
(1)科学新颖,操作简便,现象明显,安全快捷。
(2)适用于中学化学教学关于卤化铵分解、碳酸氢铵分解等一类演示实验,适用于发展学生创新能力的分组实验。
参考文献
[1]高中化学教科书(第二册).北京:人民教育出版社,2003
[2]中学教师化学手册.北京:科学普及出版社,1981