气体发生及体积测量装置实用设计与优化

作者:杨宝权;夏恒勇 刊名:教育与装备研究 上传者:冯永海

【摘要】气体体积测量是初中化学实验混合物成分含量探究的重要方法,但在实际教学中由于缺少实验装置,学生不能亲手完成并体验实验过程。通过不断思考、尝试、优化,最终利用注射器等常见器材设计出一套具有推广价值的简易装置,并应用于教学实践中,收获了显著的效果。

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技术方法 教育与装备研究 2018 年第3 期 气体发生及体积测量装置实用设计与优化 杨宝权  夏恒勇 摘  要:气体体积测量是初中化学实验混合物成分含量探究的重要方法,但在实际教学中 由于缺少实验装置,学生不能亲手完成并体验实验过程。 通过不断思考、尝试、优化,最终利用注射器等常见器材设计出一套具有推广价值的简易装置,并应用于教学实践中,收获了显著的效果。 关键词:气体;体积测量;实用设计;优化改进 杨宝权,江苏省扬州市邗江中学集团北区校维扬中学,高级教师;夏恒勇,江苏省扬州市邗江中学集团北区校维扬中学,一级教师。 本文系江苏省扬州市“十三五”教育规划立项课题“基于核心素养的真实课堂教学模式”(编号:G/16/Z114)阶段成果。     在实验定量探究考查中,利用气体分析法 (测气体的体积方法)测定混合物中某组分的 含量,是常见的题型之一。 但在实际教学中学 生从未接触过气体体积测量装置[1],当然也就 从未有过实验的经历。 于是在综合探究的专题 复习中往往限于“纸上谈兵”,致使学生的探究 学习处于“空无”状态,课堂教学效果较差,实 验操作方面考查得分率低。 因此,要达成专题 复习的目标,寻求合适的材料,设计简易可行的 装置就成为当下急需解决的问题。 笔者对此进 行了深入的研究并不断地优化设计。     一、最初设计:寻求生活中的材料     (一)实验材料 20mL注射器3 支;针头1 根;自行车废旧 气阀2个;废塑料瓶1个;点滴软管;橡胶瓶塞 1个;铁架台(带2个铁夹)。 (二)操作要点 ①取一个旧塑料瓶(或饮料瓶)作为固液 反应的容器。 在瓶盖上开两个大小合适的洞 (若瓶盖较小,也可在瓶盖上开一个小洞,再在 瓶身上部开一个洞),一个塞上瓶塞,另一个装 上带气门芯的气阀。 ②取一支注射器,拔出活塞,并取下活塞上 的橡胶头,开孔后装上带气门芯的气阀。 用软 管将两个气阀上的气门芯相连接。 ③利用软管将两支注射器连接起来,固定 在铁架台的铁夹上[2](见图1)。图1  最初设计装置图 ④检查装置的气密性。 说明:① 带针头的注射器可在加注液体药 —47— 2018 年第3 期 教育与装备研究 技术方法品时才插入瓶中。 ②瓶塞的材料是橡胶,具有较强的弹性,当 用注射器针头时,其密封性能良好。 ③气阀的使用也保证了装置的气密性,而 实践证明直接使用塑料管效果较差。 (三)效果评价 本装置设计具有一定的创新性,绿色化、微 型化也是其显著特点。 同时,使用注射器滴加 液体可以准确知道液体的体积,从而消除液体 体积对实验结果的影响。 因具有上述优点,该 装置于区、市实验创新讲演比赛中均取得了一 等奖的佳绩。 但也暴露了量程小、材料不易寻 找等问题。 因此,可以用于学生家庭小实验,而 无法用于课堂分组实验。     二、优化设计1􀆰0———简化装置 (一)实验材料 50mL注射器2 支,5mL注射器1 支,针头 1根,自行车废旧气阀1个,点滴软管,铁架台2 个,具支试管1支(配橡胶塞),橡胶软管。 (二)优化说明 ①因为20mL注射器量程小而导致误差较 大,现改用50mL注射器。 一支作为量气管,另 一支作为水准管。 ②利用具支试管作为气体发生装置,且使 用注射器针头刺过橡胶塞滴加液体,操作比较 简便,可以降低操作的难度、缩短课堂实验 时间。 (三)操作要点 ①取一支具支试管作为固液反应的装置。 用针头刺穿橡胶塞,配上5mL注射器在反应中 滴加液体。 ②取一支注射器,拔出活塞,并取下活塞上 的橡胶头,开孔后装上气阀。 用橡胶管将气阀 与具支试管相连接。

参考文献

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