氨气性质实验的改进和整合

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。

实验改进氨气的制备与性质实验改进安徽省六安市第二中学河西校区(２３７０００)㊀孙㊀瑞安徽省铜陵市第一中学(２４４０００)㊀郑㊀伟㊀㊀ 氨气的制备和性质实验 是人教版高中化学必修一第４章第４节中的内容.教材中氨气的制备与性质实验是分开进行演示实验的,结合教学实际,笔者认为教材实验存在以下几点不足:(１)氨气制备时使用酒精灯加热,能耗大,存在安全隐患;(２)氨气在收集的过程中容易泄露,污染环境;(３)氨气和氯化氢反应是在敞开体系中直接进行的,反应现象微弱,且N H３与H C l都会污染环境;(４)做喷泉实验要提前收集多瓶干燥氨气,氨气易扩散,有可能导致喷泉实验效果不好,甚至造成实验失败.基于此,需要对氨气的制备和性质实验装置进行改进,以便于学生全面系统掌握氨气的性质.１㊀实验目标为了更安全高效的进行课堂教学,使学生自主掌握N H３的制备原理和性质,发展学生的化学核心素养,特制定该实验的策略目标.１．１㊀宏观辨识和微观探析通过观察㊁辨识表现氨气性质的宏观现象,能从微观层面解释宏观方面的实验现象,能运用化学符号表征氨气的一系列变化.１．２㊀证据推理与模型认知收集证实氨气性质的各种证据,然后分析推理加以证实或证伪,建立观点㊁结论和证据之间的关系,并能解释氨气现象与性质之间的关系.１．３㊀实验探究与创新意识通过对氨气的宏观现象进行思考㊁讨论后能提出有探究价值的问题,并能和同学交流实验探究的成果,课下继续探究或提出改进实验的想法.１．４㊀科学精神与社会责任在实验过程中养成安全意识和严谨求实的科学态度,注重环保意识,能运用已有知识和方法探究实验过程对环境带来的影响.２㊀实验原理N a O H＋N H４C l N a C l＋NH３ʏ＋H２ON H３＋H２O N H３ H２O N H＋４＋O H－N H３＋H C l N H４C l３㊀实验装置及用品３．１㊀实验装置实验装置图如图１所示.图１㊀实验装置３．２㊀实验器材及药品N a O H固体㊁N H４C l固体㊁浓盐酸㊁酚酞试液㊁蒸馏水㊁２５０m L圆底烧瓶㊁５００m L烧杯㊁广口瓶㊁塑料滴管㊁玻璃导管㊁双孔塞㊁止水夹㊁三通阀㊁注射器㊁乳胶管㊁红色石蕊试纸㊁铁架台附铁夹㊁托盘天平.４㊀实验步骤４．１㊀氨气的制备改进按图１组装好实验仪器(注射器预先分别吸入一定量的蒸馏水和浓盐酸),先检査装置气密性是否良好,然后再向烧杯中加入几滴酚酞试液.最后将塑料滴管取下,分别取N a O H细颗粒固体２g ㊁N H ４C l 固体２．３g,按顺序加入塑料滴管中.添加完毕后按图１将塑料滴管连接在装置上.轻轻摇动塑料滴管使反应物充分混合接触,很快可以观察到盛有水的烧杯中有大量气泡产生,湿润的红色石蕊试纸变成蓝色,一段时间后滴有酚酞的水溶液由无色变成红色.４．２㊀白烟现象等烧杯中气泡减少时,关闭止水夹１和止水夹２,将浓盐酸注入广口瓶中,可观察到广口瓶内产生大量白烟,瓶底或瓶壁有白色固体物质生成,如图２所示.图２㊀白烟现象４．３㊀喷泉实验将注射器里的蒸馏水注入圆底烧瓶,因为N H ３极易溶于水,烧瓶内压强迅速减小,可观察到烧杯中的水向圆底烧瓶中倒吸,形成红色喷泉,如图３所示.图３㊀喷泉实验４．４㊀装置的反复使用实验结束,将塑料滴管从装置中取下,空气会进入烧瓶,烧瓶中的水会自动回流到烧杯中,无需拆卸仪器,可反复多次实验.４．５㊀烧杯中溶液p H 的变化随着烧杯中的水溶解氨气的增多,氨水的浓度逐渐增大,p H 值也逐渐增大,在实验设计中我们采用手持技术,利用p H 传感器可以直观展示反应过程中溶液p H 值的变化,如图４所示.图４㊀溶液p H 的变化５㊀实验分析５．１㊀实验注意事项(１)装置的气密性要好.(２)把握好注入浓盐酸和蒸馏水的最佳时间.(３)pH 传感器用前一定要校正.５．２㊀学生实验探究(１)滴有酚酞的水溶液为什么会变成红色呢?(２)氨气遇到哪些酸可以产生白烟呢?(３)引发喷泉现象的原理是什么?(４)如何检验氨气?６㊀改进实验的创新点(１)节约药品,在室温下即可制取足量的氨气,无任何危险.(２)操作时间短,适合于教师课堂演示教学和学生分组实验.(３)操作简便,白烟现象明显持久,且可以观察到有白色固体生成;喷泉效果非常明显㊁几乎充满整个烧瓶,无需事先收集干燥氨气.(４)整个实验装置构成一个封闭体系,实验中N H ３和H C l 无法逸出,安全环保,符合绿色化学理念.(５)整个装置组装简易㊁巧妙地将多个实验融为一体,有效提升实验的观察效果,激发学生探究化学实验的兴趣,发展学生的化学核心素养.(６)无需拆卸仪器,可反复多次实验.收稿日期:２０１９－１０－２７。

《氨的性质》教学反思
氨的性质教学反思
在教授氨的性质时，我采用了以下简洁策略，以确保学生的理解和兴趣：
1. 引发兴趣：我开始课堂时，提出了一个问题来引起学生对氨的兴趣。

例如，我问他们氨在我们日常生活中的应用有哪些，这激发了他们的好奇心。

2. 简明扼要：我以简明的语言介绍了氨的基本性质，如氨的化学式、分子结构和常见物理性质。

这帮助学生快速理解氨的基本概念。

3. 实验演示：我进行了一些简单的实验演示，展示了氨的一些独特性质。

例如，我展示了氨的溶解性和碱性反应，让学生亲身体验氨的性质。

4. 练和互动：我提供了一些练题，以帮助学生巩固对氨性质的理解。

我还鼓励学生之间进行互动讨论，提出问题并一起解决。

通过以上策略，我发现学生对氨的性质表现出浓厚的兴趣和热情。

他们能够快速掌握氨的基本概念，并能够将其应用于实际生活中。

然而，在教学过程中，我也遇到了一些挑战。

有些学生对化学概念的理解相对较弱，需要更多的解释和练。

为了解决这个问题，我计划增加更多互动活动和实验演示，以帮助这些学生更好地理解和应用氨的性质。

总之，我的教学反思显示了简洁明了的教学策略对于教授氨的性质非常有效。

我将继续改进和调整我的教学方法，以确保学生能够全面理解和应用氨的性质。

注：以上内容仅属于个人观点和经验，并未引用任何无法确认的内容。

氨气喷泉实验的研究与改进阳泉17中李峰实验室制取氨气是普通高中课程标准实验教科书化学必修1中作出明确要求的气体实验室制备。

氨气的喷泉实验是化学实验中的一个重要的性质实验。

按照常规的做法,参照书中的相关讲述,在较短的课时内完成这两个实验有难度。

本文作者对这两个实验进行了改进,以期提高课堂教学的效果。

（一）氨气的喷泉实验的改进方法一利用课本实验装置来进行喷泉实验,需要事先收集好氨气,这不利于学生掌握氨气的制取,而且事先收集到的氨气可能外逸,从而导致实验效果不好,甚至失败。

且烧瓶体积大用量大也不安全。

为了解决这一矛盾,对氨气的喷泉实验进行了以下改进。

1、实验用品:60ML墨水瓶2个、60ML注射器、输液管及止水夹、气门针2个、塑料瓶、橡皮塞(单孔两个)；浓氨水、氢氧化钠固体、酚酞溶液、水。

2、实验装置图(见图1)图13、实验原理:利用浓氨水的挥发性,在浓氨水中加入氢氧化钠固体(或生石灰)后,氢氧化钠固体(或生石灰)溶于浓氨水中放出热量,加速了浓氨水的挥发,迅速放出氨气。

4、实验操作及现象（1）将插入气门针的橡皮塞固定在墨水瓶管上(图1b),带有止水夹的输液管套在气门针上。

（2）照图1a安装好实验装置,双手握紧烧瓶检验装置的气密性。

（3）在墨水瓶中加入、氢氧化钠固体,用注射器把墨水瓶中的空气抽出。

然后再向里注入适量的浓氨水。

把墨水瓶放入盛有热水的塑料瓶中。

用另一只干燥的60毫升注射器（排空）收集满氨气。

（4）收集好的气体注入到另一个抽了空气的墨水瓶中。

关上止水夹。

然后用60毫升的注射器吸满加入酚酞的水。

打开止水夹向墨水瓶中推入少量水。

形成美丽的喷泉。

5、实验优点（1）把气体的收集和喷泉实验的装置连成一个整体,无需事先收集氨气,操作简单、易于进行,成功率高。

（2）可节约时间和药品,整个实验可在几分钟内完成；药品用量少,实现微型化而且有趣味。

（3）喷泉可随意控制、延长持续时间,突出了实验现象。

6、注意事项（1）所加药品的量需根据注射器的大小适当调节。

211PRACTICE区域治理氨气喷泉实验的改进广西壮族自治区北海市实验学校 潘海金摘要：氨气喷泉实验是人教版教材高中化学必修第四章第四节的重点实验，但教材实验在制取、收集氨气及实验操作上存在一些不足，现综合整节课的内容对该实验进行改进，将氨气的制取、喷泉实验、氨气的性质实验进行整合，利用生活中常见的矿泉水瓶、注射器、青霉素瓶等物品将实验进行改进，形成能够在课堂上进行学生小组合作的装置，以达到实验效果明显、教学内容连贯的作用，有效培养学生的学科核心素养。

关键词：喷泉实验；改进中图分类号：TU986.4+3文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）39-0211-0001化学是一门以实验为基础的学科，学生通过化学实验操作，能培养科学探究与创新意识的学科核心素养观，氨气喷泉实验在高中化学实验教学中具有重要的地位，但笔者在实验教学中发现教材上的实验存在一些不足。

一、教材实验存在的不足（1）教师课前需要在实验室制备好氨气，距离课堂进行演示实验有较长时间，氨气可能外逸，从而导致实验效果不好或失败。

（2）所用圆底烧瓶必须干燥，否则收集到的氨气会溶在水里，导致实验失败，故要经常更换烧瓶或每个班要准备1—2组备用实验，比较麻烦。

（3）学生看不见老师制备氨气时的具体操作，不利于掌握氨气的制备方法；（4）课本将氨气的喷泉实验、氨气与氯化氢的反应、氨的实验室制法三个实验分开进行，且暴露在空气中，不利于自主探究。

二、改进方案将氨气的喷泉实验、氨气与氯化氢的反应、氨的实验室制法三个实验进行整合，加强知识之间的联系，提高学生的化学学科核心素养，同时做到实验简单，现象明显，成功率高。

三、实验原理NH 4++OH-NH 3·H 2O NH 3+H 2O课本选择氯化铵固体与氢氧化钙固体共热制备氨气，装置比较复杂。

笔者将制取装置进行改进，采用注射器和青霉素瓶作为反应发生装置，进行微型实验。

选择浓氨水作为反应原料，因为浓氨水中存在较多的NH 3·H 2O 。

氨气系列性质实验创新设计作者：俞远光来源：《化学教学》2013年第09期摘要：为了快速制取、收集、溶解氨气，选用干燥管、废果冻盒作反应器，采用氢氧化钠和浓氨水制取氨气，实现了氨气的制取、收集、溶解一体化；该实验操作简单，现象明显，安全环保，成功率高，有利于培养学生的创新精神和开拓能力。

关键词：氨气性质实验；实验改进；创新设计文章编号：1005–6629（2013）9–0046–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B现行不同版本的中学化学教材，在涉及实验室制取氨气的问题上，不约而同地选择了固-固加热制取气体的装置，这样做可以起到复习初中制取氧气的装置相关知识，掌握固-固加热制取气体的方法，但是开拓创新略显不足；为了培养学生的创新精神和开拓能力，选用干燥管，废果冻盒作反应器，采用氢氧化钠和浓氨水制取氨气，实现了氨气的制取、收集、溶解一体化，使实验操作简单，现象明显，安全环保。

1 传统的氨气性质实验原理：氯化铵与消石灰共热：2NH4Cl+Ca（OH）2 CaCl2+2NH3↑+2H2O反应发生装置：固-固反应加热装置如图1所示[1]气体收集：氨气极易溶于水，只能用向下排空法收集。

检验：①用湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口（变蓝）；②用蘸着浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（产生白烟）。

喷泉实验：用向下排空气法收集一烧瓶氨气，用带有胶头滴管（滴管内充满水）的双孔橡皮塞塞紧烧瓶，置于铁架台上，挤压胶头滴管，氨气溶解烧瓶内压强减小，打开止水夹，在大气压作用下，烧杯中酚酞试液被压入烧瓶，产生喷泉（如图2所示）。

实验不足之处：操作繁琐，使用的仪器较多；产生氨气较少；气密性不好；氨气易逸出污染环境；耗时多；另外更主要的是实验成功率不高。

2 创新设计的氨气性质实验原理：氨气在水中存在下列平衡：氢氧化钠溶于水形成水合钠离子，水合氢氧根离子，消耗了水；放出大量的热，氨气挥发，平衡逆向移动；氢氧根离子浓度增大，平衡逆向移动，产生氨气。

制氨气实验教学中存在的不足之处制氨气实验是化学实验中的一项重要实践内容，在培养学生科学素养、动手能力和创新精神方面起着重要的作用。

然而，在制氨气实验的教学过程中，我们也不可避免地会面临一些问题和挑战，存在一些不足之处。

本文将分析和描述制氨气实验教学中存在的不足之处，并提出相应的改进措施。

一、实验设计不够合理制氨气实验的实验设计需要考虑到实验步骤的合理性、实验仪器的选用以及操作方法的详细说明等方面。

然而，在实际教学中，有时实验设计过于简单，缺乏足够的创新性和挑战性，难以激发学生的学习兴趣和动手能力的发展。

同时，实验的步骤说明可能不够清晰明了，导致学生难以理解和操作。

1.设计更加具有挑战性的实验内容，例如引入不同浓度氨水制备氨气的实验，以培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

2.在实验设计中，给出详细的操作步骤说明，避免学生在操作中出现困惑，并加强对实验仪器的介绍和使用方法的讲解。

二、实验安全风险较高制氨气实验需要使用一些具有较高风险的化学药品和实验仪器，如氨水、氢氧化钠等。

这些物质具有一定的腐蚀性和毒性，如不正确使用和操作，可能会对学生的健康和安全带来一定的风险。

1.在进行实验之前，对实验安全规范进行必要的讲解和提示，并向学生介绍实验所涉及的危险物质及其安全操作方法。

2.强调学生在实验过程中必须戴好实验室必备的个人防护用具，如实验手套、护目镜等，并确保实验场地有良好的通风和紧急处理设备。

三、实验现象的解释不够详细在制氨气实验中，学生会观察到一系列的实验现象，如氨水与酸反应产生氨气、氨气溶于水形成氨溶液等。

然而，在教学中，有时对这些实验现象的解释可能过于简单，难以满足学生对相关知识的深入理解。

1.结合制氨气实验现象，引导学生进行探究和思考，鼓励学生提出自己的解释和假设，并通过实验数据的分析和对比，培养学生的科学思维能力。

2.在实验教学中，增加相关知识的讲解和背景介绍，帮助学生更好地理解实验现象的原理和机理。

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氨气性质的创新设计课堂氨气是一种常见的化学物质，具有强烈的刺激性味道和臭味。

它在化学工业中广泛用于制造化肥、制冰、制药等领域。

然而，氨气也存在一些问题，例如其刺激性臭味、高压易爆等问题，对工作环境和人体健康带来影响。

因此，对氨气的性质进行创新设计，以优化其应用方式和环保效果，具有重要意义。

在氨气的创新设计课堂中，需要针对氨气的特性、结构和用途，进行课程设计，包括以下几个方面：（一）氨气的特性和结构首先，需要对氨气的特性和结构进行介绍和探究，包括其分子式、分子量、物理性质和化学性质等基本特性。

通过实验和演示，让学生感受氨气刺激性臭味和对眼、口腔及呼吸道的刺激作用。

同时，还需要介绍氨气分子的电子结构和分子极性等化学结构特性，以便理解其反应机制和化学性质。

（二）氨气应用的现状和问题其次，需要介绍氨气的应用现状和问题，包括氨气在化学工业中的重要用途、存在的环保问题和安全隐患。

要求学生了解氨气的应用和环保现状，以便于后续的设计和探究。

在了解氨气的特性和应用问题后，需要提出创新的设计方案，以优化氨气的应用效果和环保效果。

具体方案包括：1.氨气的改良配方设计：通过改变氨气化学组分、加工工艺或添加化学添加剂等手段，改善氨气的性质，降低其对环境和人体的危害程度。

2.氨气处理工艺的创新设计：设计氨气处理设备和工艺，以净化氨气废气中的有害成分，降低排放浓度和量，达到环保标准。

3.氨气应用场合的改进设计：根据氨气的特性和使用环境，优化氨气的应用场合和方法，降低氨气泄漏和爆炸的风险，降低对环境和人体的影响。

最后，需要针对氨气的创新设计方案进行实践和探究。

通过实验、模拟和现场调研等方式，对氨气改进配方设计、氨气处理工艺创新设计和氨气应用场合改进设计等方案进行实践，并评估其环保效果和应用实用性。

通过实践，让学生将课程学习所得知识与实际问题相结合，从而更好地理解氨气的性质与应用，激发创新设计的能力和创新意识。