【摘要】新课改下氨和铵盐的性质被编排到了化学必修第二册第五章第二节的内容，这里有介绍“喷泉实验”及氨气的制备，在新课标中“喷泉实验”并不是必做实验，但是氨气的制备及性质是新课标要求的学习活动建议。对于该实验的创新点，放在了合并完成实验上，特点是节约了时间，有效的实现了“喷泉实验”在课堂中完成的可能性。

【关键词】喷泉实验,氨气的制备,一体化创新设计,压强差

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一、改进意图

在高一教学时只要讲到氮及其化合物的性质，就不得不提演示实验“喷泉实验”，当学生看到红色的“喷泉”出现在圆底烧瓶中，都会连连感叹，美丽的“喷泉实验”也一直受到学生的喜欢和青睐。

在旧教材中将其安排在了必修一第四章第四节，在新教材中《氨和铵盐》的内容在化学必修第二册第五章第二节第三部分的内容，可见课程安排对这部分内容的重视性^[1]。在两本教材中均涉及到的“喷泉实验”相同如图1。

图1

这个经典实验经过教材改革依旧被保留了下来，可见该实验在教材学习中的重要性。在两版教材中虽然都涉及了这个实验，但均把该实验定性成为了演示实验，学生在观察该实验的过程中，也经常出现只注意到了实验现象，而忽略了实验过程以及实验中经常出现的问题。

该实验的实验原理为：利用氨气极易溶于水的性质，在已经挤满氨气的圆底烧瓶中，利用胶头滴管挤压少量水进入圆底烧瓶，使部分氨气与水反应，致使圆底烧瓶内压强迅速减小，和外部大气压形成压强差，利用外部压强的作用，将烧杯中滴有酚酞的水溶液挤压进圆底烧瓶内，形成红色的“喷泉”。

按照课本装置，需要老师在上课前准备好几瓶氨气，为了收集到足够的氨气，往往需要大量的药品，以至于药品浪费，且上课前收集的氨气，在正式上课前氨气会有部分泄漏的情况，导致实验不明显。除了氨气本身的问题，在实验的同时需要保证使用的圆底烧瓶的干燥性和密封性。

高一每一位化学老师均需要在多个班级进行授课，这时往往会准备多套仪器，且需要不断的安装和拆卸，费时费力。且在“喷泉实验”演示完成之后，学生往往不明白氨气是如何制取的。在之后的讲述中会讲到利用氯化铵和氢氧化钙固固加热制氨气，并采取向下排空气法进行收集，由于课时原因两个实验不会在同一节课出现，通常会照成学生无法将两个实验联系在一起的情况。

整个“喷泉实验”的完成涉及到了两个实验用时较长并不可取，查看新教材必修第二册《氨和铵盐》的第二部分内容，区别于旧教材的是增加了二氧化氮溶于水的实验（图2），该实验使用到了注射器进行实验。

图2

通过该实验学生了解到注射器的使用在此基础上进行改进，力求将所学的知识活学活用的同时，进行更加简便快捷的完成氨气的制取和“喷泉实验”的性质验证。

本实验的改进主要从三个方面去思考：（1）氨气可以在现场快速制备；（2）装置无需干燥，一个班上完课后，清洗一下，可以到下一个班继续使用；（3）操作更简单一些，现象更明显一些。^【2】

二、实验用品

实验仪器：带支架的铁架台、圆底烧瓶、两根橡皮管、两个注射器、一根直玻璃管、橡皮塞，烧杯，小的铁丝网。

实验试剂：浓氨水、氢氧化钠固体、蒸馏水、酚酞溶液

三、实验过程

1、在倒置的圆底烧瓶的颈部放置加有5g氢氧化钠固体的一个小的铁丝网，为增大接触面积可以将氢氧化钠固体研磨成粉末状。

2、在橡胶塞中插入一根直玻璃管，和两根橡胶管，橡胶管的两端分别连接两个注射器。

3、左边注射器中加入20ml浓氨水，为保证生成的氨气足够，氨水要过量，右边注射器中加入5ml蒸馏水。

4、直玻璃管插入烧杯的蒸馏水中，在蒸馏水中滴加几滴酚酞溶液。

5、开始实验时，将左边的注射器向内推动，使浓氨水进入圆底烧瓶，和氢氧化钠固体充分接触发生反应。反应3分钟后，将右侧注射器向内推动，使少量蒸馏水进入圆底烧瓶，和生成的氨气进行反应，造成压强差，导致烧杯中的蒸馏水沿着直玻璃管迅速进入圆底烧瓶，由于氨气溶于水形成的氨水显碱性，在圆底烧瓶中形成的“喷泉”显红色。

图3

四、实验创新特点

1、在二氧化氮溶于水实验运用到注射器装置的启发下，利用注射器继续反应，可以提升学生对出现在生活中的实验仪器的有效应用。

2、将两个实验进行合并处理，不需要单独在收集氨气，有效的避免了在氨气收集过程中出现的氨气泄漏事件，对于在授课前就需要收集好氨气，且需要长时间保存好氨气难度较大，且运用固固加热法，在制备过程中也需要大量的时间进行准备，将这两个实验在一节课中即要完成实验又要进行授课，时间过于紧张，完成效果不好。

3、将浓氨水和氢氧化钠固体一起反应，打破了学生对于氨气制备的固有思维，造成了认知冲突，同时让学生更加了解了氨水的性质，还可以让学生发散思维提出更多制备氨气的实验方案。

4、整个实验不需要另外安排氨气的收集，还将两个实验合并在一起，只要保证好实验的气密性，时间不需太长，整个装置设计较简单，可以更好的帮助学生进行实验。

5、该实验现象明显，便于推广，用于学生进行分组实验比较方便，在整个实验过程中，学生即进行了动手能力的培养，同时也可以培养的合作探究能力。

6、在整个实验创新过程中，让学生理解进行实验不一定，要根据书本中按部就班的进行，同时也要有所创新，培养学生的创新思维能力，也是本节课的重点，学会利用生活中的仪器进行创新实验，可以培养学生观察生活、思考生活的能力。

7、对于创新实验的思维方式，在培养学生创新思维的同时，也可以提升教师自己的创新能力，更好的提升自己的知识水平和知识素养能力。

8、改进的“喷泉实验”依旧沿用了教材中的内压法进行实验，原理相同，整个实验形成了一体化喷泉实验。

五、改进反思

通过查阅文献可知：一体化喷泉实验是喷泉实验改进的主流方向之一^【3】，但一体化实验往往出现以下问题：

（1）由于氨气不断的生成，容易造成圆底烧瓶内压强过大，导致橡胶塞鼓出；（2）直接利用带针头的针管向圆底烧瓶中加水，由于针头的横截面积小，加入水量较少，与氨气无法快速反应，造成压强差不足，效果不明显，导致实验失败；（3）若改用针管直接加水，无法很好的保证加入水量的多少，水量过少，造成压强差不足，水量过大，由于重力作用，导致圆底烧瓶下落等情况；（4）喷泉实验中负压到底需要多少，通常依靠教师的感觉完成，目前并没有准确的相关数据支持。

本文中的改进实验仅仅只是考虑将氨气的制备与“喷泉实验”的发生相结合，大体保留了教材中“喷泉实验”的原理，且实验的设计引用了启普发生器的原理，做到了随开随用，随关随停的特点，有效控制了氨气过多的缺点。

利用注射器向圆底烧瓶中加水，可以更好的由人工操作，避免出现挤压胶头滴管时有可能出现的水量过少，压强差不足的情况，注射器中蒸馏水量并未加入太多，这也有效避免了，推动注射器过快，加入水量过多的情况出现。注射器上连接了橡皮管，不仅可以增大接触面积是浓氨水与氢氧化钠充分接触，也可以使蒸馏水与生成的氨气充分反应，保证圆底烧瓶中压强差足够。

参考文献：

【1】人民教育出版社 课程教材研究所 化学课程教材研究开发中心，2019年：《普通高中教科书化学必修第二册》，人民教育出版社。

【2】付明广，《氨气的喷泉实验改进》，《中学化学教学参考》，2021年，第11期。

【3】谢婷，李根薰，《釜底抽薪式一体化喷泉实验装置》，《中小学实验与装备》，2020年，第五期。

文末小贴士

01作者介绍

樊凤，任职于第三师图木舒克市第二中学，从事高中化学教学工作12年，从事班主任工作7年，获得兵团级论文大赛二等奖，现场课大赛二等奖，实验创新大赛三等奖，教师信息素养大赛三等奖。

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