用三个培养皿，进行气体微型化学实验(三)

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四．用三个培养皿进行氯气化学性质微型实验的优点
该微型实验组合了三个培养皿，创新实验操作技能，合理选择化学试剂，既吸取了同类实验的优点又有所改进。
1．以人为本，绿色环保。这个实验中生成的氯气，向上扩散被中号培养皿阻挡，向下扩散则和NaOH溶液反应。一滴管的浓盐酸产生的氯气约为7×10-3mol,而0.5mol/l的NaOH约为50mL，理论上可以和12.5×10-3mol的氯气反应，NaOH溶液大大过量，有效保证了氯气不会外泄。吸收尾气的废液反应后的含有NaClO，可以再次利用冲洗厕所。气体当场制备，当场消耗，当场吸收，这样就避免了传统方法因大量制备储存氯气造成的潜在危险和污染。它符合微型实验的3R原则（Reduce,Recover and Recycle减量化、再利用、再循环），从实验源头减少废物,大大改善了实验室的空气质量，创造了愉快的实验氛围，能够帮助学生和老师体验到了什么叫绿色化学。
2．现象明显，高效多产。化学是以实验为基础的自然学科，实验需要一些实践的经验和技能，该实验创新了实验操作技法。在这个实验中，自制各种反应溶液的试纸，并用水贴法和倒扣中号培养皿法，使反应物“上天”。这不仅避免各种溶液混合，而且增大了反应的面积。改进前的液滴面积最多为0.5cm×0.5cm，改进后试纸的面积是2cm×0.8cm,还可以根据具体需求扩大试纸面积。这不仅明显地观察到各种试纸和氯气反应时变色的现象，而且还可以观察到试纸变色后又被氯水漂白的现象。化学实验中完整的变色现象更符合理论推断。它以最低的经济成本，综合了多个反应，达到了实验现象最大化的需求，有效地支持了化学课程建设。

3．简单方便，容易推广。这个微型实验使用的培养皿，滤纸等都是实验室常规的简单小型仪器和物品，仪器微型化，试剂微量化，节省了仪器和化学试剂的存储空间，大大地降低了实验室的成本。实验没有搭装等烦琐的操作，没有加热，火灾和爆炸的危险，大地提高了实验室的安全性，对师生都很安全。它缩短了实验的准备时间，反应时间，仪器的清洗时间，。这个反应很迅速，除尾气吸收需要较长时间外，主要的实验现象在3分钟内都可以呈现。所以，教师上课时在投影仪下做这个实验，在短时间内就实现了多个实验信息和结论。
4．学生操作，简单环保。这个实验简单安全，残疾人也可以操作，学生也能亲自动手。它提供了清洁高效有益的环境，改变了人们学习化学时的心理。实验中，除滴加浓盐酸时外，整个实验过程不会闻到刺激性气味。氯气在培养皿组中，像困在笼子里的魔兽被牢牢制服了。学生消除了恐惧的心理，安全地观察现象，静坐看云起云涌（黄绿色的氯气出现又消失），静观花开花落（各种试纸出现颜色变化又褪色）。学生学会了废物最小化的技能，这种思想会贯穿他们的一生。这个实验把一个培养皿改为三个大中小号的培养皿，实验的体系也更严谨，这有助学生形成严谨科学的思维。学生能亲手做实验，激发学生的兴趣，学会辨证地分析实验现象，老师和学生有更多的时间评价交流。
五.用三个培养皿，进行其他气体的微型实验
培养皿虽小，但“方寸”之间，却大有作为。这个实验还能延伸到其他气体实验。这个微型装置，同样也可以完成SO2,H2S,NH3,CO2,NO,N2O4等多种气体的实验。具体操作过程与氯气的微型实验类似，就不一一赘述。其中，对变色不明显的溶液，采用了乳胶头盛装的特殊处理方法，也达到了满意的实验效果。
1．二氧化硫的微型实验
（1）二氧化硫的化学性质
化学试剂现象培养皿
半药匙Na2SO3粉末和1滴管3mol/L的H2SO4溶液迅速产生明显的气泡,气体无颜色小号
湿润的pH试纸 5s后黄绿色的试纸变为橙红色中号
KmnO4和稀硫酸溶液的试纸 5s后红色褪色中号
品红溶液 1min后红色褪色小号培养皿里的乳胶头中
NaOH溶液滴有酚酞的NaOH溶液由红色变为无色大号
反应结束后，加热褪色品红，无色的溶液又变成红色。
（2）模拟酸雨实验
化学试剂现象培养皿
半药匙Na2SO3粉末和1滴管3mol/L的H2SO4溶液迅速产生明显的气泡,气体无颜色小号
蒸馏水（模拟湖泊）反应前测第一次pH值，反应后测第二次pH值，加入少量石灰石，测第三次pH值。小号培养皿的乳胶头中
Mg条光亮的Mg条部分颜色变灰小号培养皿里的乳胶头
红色的鲜花瓣 5s后红色褪色中号
绿色的草叶 1min后绿色褪色中号
NaOH溶液滴有酚酞的NaOH溶液由红色变为无色大号
2．氨气的微型实验
（1）氨气的化学性质
化学试剂现象培养皿
1滴浓氨水，浓氨水挥发形成氨气无明显现象小号
湿润的CuSO4试纸 10s后变浑浊样的浅蓝色，再变成深蓝色中号
湿润的红色石蕊试纸 10s后变蓝色中号
湿润Fe(NO3)3试纸 10s后浅棕色变深中号
ZnSO4溶液 2min有白色沉淀小号培养皿里的乳胶头
稀盐酸溶液无明显现象大号
（2）氨气和浓盐酸形成白雾
在小号培养皿的两端分别滴1滴浓氨水和1滴浓盐酸，两种溶液不混合。
化学试剂现象培养皿
1滴浓氨水和1滴浓盐酸白雾小号
无无中号
水无明显现象大号
3．硫化氢气体的微型实验
硫化氢气体和二氧化硫气体的实验
化学试剂现象培养皿
少量Na2SO3和Na2S的固体混合物，一滴管3mol/L的H2SO4溶液白色固体上迅速出现黄色小号
无无中号
NaOH溶液滴有酚酞的NaOH溶液由红色变为无色大号
4．铜和硝酸的微型实验
铜和硝酸加热的实验，可以先把硝酸加热，然后在滴入小号培养皿中。
综上所述，三个培养皿的微型实验，通过思维，技能等创新，形成了一种全新的气体化学实验方式。微型实验不在乎奇而贵乎新。改进实验，犹如玩益智游戏，只要认真钻研，就会带来乐趣。
总结：在三个培养皿气体微型实验中，三个培养皿共同构成一个封闭的空间，利用气体扩散的原理，简便环保地完成气体的制取，反应和吸收等实验。但是每种气体都有自己独特的性质，三个培养皿的微型实验不可能针对所有的气体都能实现最佳的实验效果。除了培养皿外，还有多种仪器如可以实现良好的气体实验现象，期待和大家进行更多的探讨。

主要参考文献
[1] http://mattson.creighton.edu/Download_Folder/QuimicaArticleMGC-Oct2005.pdf
[2] Martin M.F. Choi .Microscale Chemistry in a Plastic Petri Dish: Preparation and Chemical Properties of Chlorine Gas.《Journal of chemical education》, 2002 .79(8), 992~993.[3] http://www.mcl.hk/
[4] 刘强，王磊，张小平.《适合学生探究氯气性质的微型实验装置》.《化学教育》,2004 5,54~56[5]周海花,张年宝,朱国宾.《用微型化学实验来探究氯气的性质》.《化学教学》, 2004年4,12
[6]周怀宁《中国环境报》2007-09-04[7]《普通高中课程标准实验教科书化学选修6 实验化学》,北京：人民教育出版社

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