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醫(yī)用注射器在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
當(dāng)前，嚴(yán)峻的環(huán)境問題以及“綠色化學(xué)”理念的大力提倡，將促使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行重大革新，化學(xué)實(shí)驗(yàn)將朝著微型化、簡(jiǎn)單化、綠色化的方向發(fā)展，最大限度地減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)人員的傷害以及對(duì)環(huán)境的污染，力求實(shí)現(xiàn)“零排放”和“零污染”。醫(yī)用注射器具有氣密性好、易操作、體積小、可調(diào)節(jié)、透明度好、易觀察，且使用簡(jiǎn)便靈活等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)將是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器無法替代的，同時(shí)它具備量取、轉(zhuǎn)移、兼作反應(yīng)容器等多種功能，能在“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)改革中發(fā)揮重要作用。本文以醫(yī)用注射器作為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的工具和平臺(tái)，將其巧妙地應(yīng)用到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的毒性氣體制備、易氧化物質(zhì)制取，以及氣體動(dòng)態(tài)平衡等實(shí)驗(yàn)中，大膽改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，能取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，預(yù)期將使高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)生重大改革。
一、氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
由于傳統(tǒng)的 H2 燃燒試驗(yàn)是在玻璃尖嘴處點(diǎn)燃，學(xué)生能看到“H2在空氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰”，但細(xì)心的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)下部火焰呈黃色。教師解釋：玻璃中含有鈉元素，而鈉元素在燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出黃色火焰，學(xué)生將信將疑，并提出問題：如何除去黃色火焰？
然后分組討論，在學(xué)生討論的基礎(chǔ)之上，歸納操作過程：
1. 檢查注射器氣密性。 裝好針頭，將注射器的活塞推底部，并將針頭扎在膠塞上，把注射器的活塞向外拉，然后放開，看活塞能否恢復(fù)到原位置，若能則氣密性良好；否則漏氣。
2. 取下注射器的活塞，加入適量的Zn粒，并吸入稀硫酸，然后將針頭豎直扎在膠塞上，片刻后，去掉膠塞，針頭朝上，點(diǎn)燃，觀察 H2 燃燒的火焰。
此方法的特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，節(jié)約原料，符合綠色化學(xué)理念。
二、NO制取的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
傳統(tǒng)的方法制取NO是在通風(fēng)廚中進(jìn)行，若在教室，則要打開門窗。制取的 NO已被空氣中的氧氣氧化成紅棕色的NO2，學(xué)生不易觀察到無色的 NO 氣體，同時(shí) NO、NO2 都有毒，會(huì)對(duì)大氣造成污染。那么，如何消除污染，既能觀察到 NO氣體的顏色，還能探究 NO被空氣中的氧氣氧化成紅棕色的NO2，同時(shí)紅棕色的 NO2 又會(huì)轉(zhuǎn)化為無色的 N2O4。分組討論后，拿出一個(gè)30 mL的注射器，思考、討論，在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，歸納操作過程：
1. 檢驗(yàn)注射器氣密性（方法同上述一）。 2. 將質(zhì)量約1 g的一束光亮銅絲繞成螺旋狀。
3. 吸入煮沸過的蒸餾水，使其浸沒銅絲。
4. 吸入適量稀硝酸。
5. 將注射器的針頭豎直扎在膠塞上，觀察現(xiàn)象：銅絲上有氣泡產(chǎn)生，溶液逐漸變藍(lán)。收集到約10 mL無色氣體后，去掉膠塞，小心排出液體，再迅速將針頭豎直扎在膠塞上，觀察NO的顏色。
6. 取下膠塞，把注射器的活塞向外輕拉約5 mL，再將注射器的針頭豎直扎在膠塞上，讓學(xué)生觀察氣體的顏色，并用手觸摸注射器的外壁。
7. 待顏色不再變化后，輕輕將注射器的活塞向里推，當(dāng)不能再推動(dòng)時(shí)就停止，讓學(xué)生觀察氣體的顏色，并用手觸摸注射器的外壁。
原理分析（用方程式表示）：
3Cu＋8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
2NO＋O2 === 2NO2
2NO2(g) N2O4(g)；△H＝－57 kJ/mol
8. 將尾氣緩緩?fù)ㄈ隢aOH溶液中。
三、制取 Fe(OH)2 的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
傳統(tǒng)的方法制取Fe(OH)2 是用長膠頭滴管吸入NaOH 溶液，將滴管插入盛有少量 FeSO4 的溶液中，并擠壓膠頭滴管，有白色絮狀沉淀產(chǎn)生。通過多次試驗(yàn)，我們很難看到白色絮狀沉淀。原因是Fe(OH)2 已被溶在水中的氧氣氧化成紅褐色沉淀Fe(OH)3 。
如何改進(jìn)，既能節(jié)約藥品又能便于觀察到白色絮狀沉淀 Fe(OH)2 。啟發(fā)學(xué)生思考，然后拿出一個(gè)10 mL的注射器，學(xué)生分組討論，歸納操作過程：
1. 檢驗(yàn)注射器的氣密性（方法同上述一）。
2. 用注射器吸取剛剛制取的 FeSO4 溶液約 2 mL，立即用該注射器吸入剛煮沸過的 NaOH 溶液3 mL，可看到有白色絮狀沉淀產(chǎn)生，且能保持較長時(shí)間。
3. 把注射器的活塞向外拉，觀察現(xiàn)象：白色絮狀沉淀迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最后轉(zhuǎn)化為紅褐色。
原理分析：
Fe2+＋2OH— === Fe(OH)2 ↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O === 4Fe(OH)3
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