氨的制备与性质检验一体化实验
氨气的制取及性质检验一体化实验
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。
高中化学教案氨
教学目标：1. 理解氨的物理性质和化学性质。
2. 掌握氨的制备方法和用途。
3. 能够解决相关氨化学问题。
教学重点和难点：重点：氨的性质和用途。
难点：氨的化学性质和其与其他物质的反应。
教学准备：实验器材：氨水、盐酸、氢氧化钠等。
课本：有关氨的知识点。
图表：相关实验原理和结果图表。
教学过程：一、导入：通过有趣的实例引入氨的概念和作用，激发学生对氨的兴趣。
二、讲解氨的性质：1. 介绍氨的物理性质（无色、刺激性气味、易挥发等）和化学性质（碱性、与酸等物质发生反应）。
2. 展示实验现象，让学生亲自操作观察和体会氨的性质。
三、探讨氨的制备方法：1. 介绍氨的制备方法（氨水和氢氧化铵的反应、氨气与氢氮气的合成等）。
2. 分析不同制备方法的优缺点，并让学生进行讨论。
四、探讨氨的用途：1. 介绍氨在工业生产、医药、化肥等方面的广泛应用。
2. 分析氨的用途对人类生活和环境的影响，让学生思考如何合理利用和管理氨资源。
1. 安排相关实验，让学生进行氨的制备和性质实验。
2. 引导学生观察、记录实验现象并进行分析。
六、总结回顾：对本节课学习内容进行总结，强调氨的重要性和用途，激发学生对化学的兴趣和探究欲望。
板书设计：氨的性质：物理性质、化学性质氨的制备方法：氨水和氢氧化铵的反应、氨气与氢氮气的合成氨的用途：工业生产、医药、化肥等作业布置：1. 思考并写出氨在不同领域的应用情况。
2. 撰写氨的化学性质及与其他物质的反应实验报告。
教学反思：本节课注重通过实验操作，引导学生深入理解氨的性质和用途，培养学生独立思考和解决问题的能力。
同时，激发学生对化学知识的兴趣和探究欲望，使得化学教学更生动有趣。
氨气的喷泉实验的一体化改进
氨气的喷泉实验的一体化改进作者：张慧，贾文英来源：《中学课程辅导·教学研究（下）》 2017年第2期摘要：氨气的喷泉实验验证了氨气极易溶于水，水溶液显碱性的性质，是高中化学实验中较新颖有趣的实验，而氨气的实验室制法也是高中化学的重点实验之一。
本文将氨气的制备、性质检验合并于一个实验中，并将干燥、验满、防倒吸装置和尾气处理等氨气的常考实验细节一并设计入装置内，形成一整套完整装置，课堂使用时集成度高，可以节约时间；操作简便，可以反复使用；半封闭状态，几乎无氨气逸出，绿色环保。
关键词：氨气；喷泉；制备；改进；一体化中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711(2017)02-0078人教版《高中化学(必修1)》中设计了氨气的喷泉实验(如图1 所示)，在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管(滴管里面预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。
倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。
轻轻挤压滴管，使少量水进入烧瓶。
再打开下方止水夹，形成红色的喷泉！该实验构思巧妙，现象新奇有趣，能吸引学生的注意，极大地激起学生的好奇心和学习热情！但是该实验也有一些值得改进之处：1. 氨气的制备问题笔者以“你最常用的氨气的制备方法”为题，与本市20 位高中化学教师进行了交流访谈，并做了相应记录。
统计后，笔者发现：教师最常用的氨气的制备方法是加热浓氨水快速制备氨气。
具体方法如下：在一个干燥的圆底烧瓶内滴入几滴浓氨水，用橡皮塞轻轻塞住瓶口，在酒精灯的火焰上加热，当瓶口的塞子崩开时，氨气即集满，立即按图1 组装装置进行实验。
笔者认为：此法制备氨气没有按照教材中的氨气实验室制法进行氨气的制备且验满方式不规范。
在加热浓氨水后，烧瓶内部也不再是干燥的。
氨气有毒，逸出会染空气，不符合绿色环保理念，更会刺激实验者的眼、口、鼻，引起短暂不适。
2. 实验装置不能重复利用。
每做一次实验就需更换一个干燥的圆底烧瓶；反复拆装实验装置十分不便，带尖嘴的长导管易受损。
实验室制备氨气化学方程式
实验室制备氨气化学方程式实验室制备氨气是一种常见的化学实验，常用于教学和研究领域。
氨气是一种无色气体，具有刺激性气味，广泛应用于农业、医药和化工等领域。
制备氨气的主要方法是通过铵盐和碱的反应生成氨气。
一种常用的制备氨气的方法是通过铵盐和碱的反应。
以下是一种常见的制备氨气的化学方程式：NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O在这个反应中，铵盐NH4Cl和碱NaOH反应生成氨气NH3、氯化钠NaCl和水H2O。
这是一种酸碱中和反应，铵盐中的氨根离子和碱中的氢氧根离子结合生成氨气。
具体实验步骤如下：1. 准备所需实验器材，包括烧杯、漏斗、试管、热水浴等。
2. 将一定量的铵盐NH4Cl称入烧杯中。
3. 将一定量的碱NaOH溶解在适量的水中，得到NaOH溶液。
4. 将NaOH溶液缓慢滴加到含有铵盐的烧杯中，同时用漏斗收集生成的氨气。
5. 在收集氨气的试管中，加入一定量的氯化钠NaCl溶液，以吸附残留的氨气。
6. 经过一段时间，收集到足够的氨气后，将试管封闭。
这个实验过程中，铵盐NH4Cl和碱NaOH在水的存在下发生反应，生成氨气NH3、氯化钠NaCl和水H2O。
其中，氨气是无色气体，可以通过漏斗收集，而氯化钠溶液用于吸附残留的氨气，以避免对实验室环境造成污染。
通过这种方法制备氨气的优点是操作简单、成本低廉，适用于小规模的实验室制备。
然而，这种方法的缺点是制备氨气的效率不高，生成的氨气纯度较低。
总结来说，实验室制备氨气的化学方程式为NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O。
这个反应通过铵盐和碱的中和反应生成氨气，是一种常用的制备氨气的方法。
该实验步骤简单、成本低廉，适用于小规模的实验室制备。
然而，需要注意的是，制备氨气的纯度较低，可能需要进行进一步的纯化处理。
【教学创新大赛】《无机化学》教学创新成果报告
深度融入课程思政的《无机化学》教学创新与实践摘要基于“以学生发展为中心”的教育理念和落实“立德树人”的根本任务，针对《无机化学》课程存在的“教学痛点”和学生学习过程中出现的困难以及课程本身的特点，从“课程思政、教学目标、教学内容、教学手段、教学模式、评价体系”等方面系统性地实施了教学创新与实践，并取得了一系列成效，《无机化学》被立项为校级一流建设课程，学生在学业成绩、考研质量、国赛获奖、创新创业等方面屡创佳绩，教师在人才培养、教学竞赛获奖和教研项目立项等方面有质的突破。
引言《无机化学》是化学化工、材料、环境等专业的必修基础课，它对专业课的学习和考研具有十分重要的作用。
《无机化学》教学以往存在课堂讲授为主、学生学习积极性不高、课堂气氛不活跃、对学生价值观形成引领不足等问题。
《无机化学》授课对象为大一新生，此阶段是学习方式的转折点，也是专业兴趣和人格培养的关键期,《无机化学》课程内容多，知识面广，与社会生活密切相关，蕴含着丰富的课程思政资源。
通过开展《无机化学》课程教学创新与实践,使课程思政有机融入专业知识,教学内容与时俱进,创新教学手段和模式，完善评价体系,培养学生在掌握专业知识的同时提高整体素质和创新思维具有十分重要的意义。
一、课程概况《无机化学》是研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门学科,它是化学化工、冶金、材料、环境等专业的必修基础课程，在专业课学习中起着承前启后的作用。
师范院校的《无机化学》又是和中学化学教学内容关系最为直接和密切的课程,它将对化学专业的学生在知识结构的搭建起到十分重要的奠基作用。
《无机化学》课程内容包含物质结构基础、化学反应原理（上册）和元素化学（下册），它们互相渗透，紧密联系，主要培养学生对物质世界的辩证思维，抽象思维、创造性思维能力和动手能力。
本课程于2009年评为校级精品课程，2011年评为省级精品课程，2017年评为校级网络建设课程，2021年立项为校级一流建设课程。
氨气喷泉实验一体化创新设计及应用拓展
实 践 中 对 本 实 验 进 行 了创新与改进。温 善明[3]利用启
普 发 生 器 进 行 了 喷 泉 实 验 改 进 ，实 现 了 较 好 的 喷 泉 效
果 ，但 该 装置连接处多，难 以 保 证 气 密 性 ，装 置 较 复 杂 ,
且 启 普 发 生 器 中 药 品 用 量 较 大 ，不 适 合 课 堂 教 学 应 用 。
到 气 体 性 质 运 用 的 过 程 认 知 ，不 符 合 学 生 化 学 素 养 发 展
的基本 规 律 。《普 通 高 中 化 学 课 程 标 准 （2 0 1 7 年 版 ）》中
也 明 确 提 出 ，教 育 教 学 要 倡 导 真 实 问 题 情 境 的 创 设 ，开
展 以 化 学 实 验 为 主 的 多 种 探 究 活 动 ，培 养 学 生 的 创 新 精
图 4 Na(Cu粉 或 F e粉 ）与 Cl2 反 应 的 一 体 化 实 验 装 置
药品用量 耗费药品量大
微型化装置药品量小
是否环保 不环保
较环保，氨气逸出少
稳固性 铁 架 台 夹 持 ，装置很 矢量试管放于小烧杯
稳固
中，稳固性不好
是否能应 不能，运输难；需要提
用于课堂 前将氨气充人烧瓶，不
教学
(1)
利 用 C a O 与浓氨水快速制氨气代替提前充人氨染 ，增 强 了 学 生 的 环 保 意 识 与 社 会 责 任 感 。同 时 ，应用
气 ，解决了运输不便、难以应用于课堂教学等问题。
改 进 后 的 装 置 进 行 课 堂 教 学 ，有 利 于 激 发 学 生 的 创 新 意
(2)
应用的是小尺寸的矢量试管与50 m L 的分液漏识,发展学生的化学核心素养。
氨气的制取及其性质检验实验的改进
氨气的制取及其性质检验实验的改进作者：陈昭玉来源：《中小学班主任》 2019年第10期陈昭玉化学是一门以实验为基础的学科，化学实验的科学性、安全性对于激发学生学习化学的兴趣，培养严谨认真的科学态度，提高动手操作能力和创新能力有着极其重要的意义。
现行人教版高中《化学》必修一教材中，将“氨气的制取及其性质检验实验”分为三个实验进行，既耗时又费力，氨气容易泄漏，污染环境，影响师生健康，制取过氨气的试管容易炸裂，造成资源浪费。
根据这些不足，笔者设计了一套既安全又环保，具有观赏性、趣味性的实验装置。
1.实验原理在教材中，用NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨气，产生氨气速度慢，加热过的试管容易炸裂。
因此，笔者改用浓氨水与氢氧化钠固体混合制取氨气，快捷、不需要加热，制得氨气的浓度较大，非常适合喷泉实验。
氢氧化钠固体溶于浓氨水中的水，放出大量的热，产生氢氧根离子，使氨气的溶解度降低，促使平衡向右移动，为一水合氨分解产生氨气提供条件。
2.实验仪器及试剂250mL蒸馏烧瓶2个、50mL烧杯1个、500mL烧杯1个、250mL锥形瓶1个、分液漏斗1个、小气球1个、Y型管1根、双孔橡皮塞3个、铁架台2套、胶头滴管2支、止水夹4个、药匙1个、玻璃导管若干、橡皮导管若干等；浓氨水、氢氧化钠固体、浓盐酸、蒸馏水、酚酞试剂、红色石蕊试纸。
3.实验目的（1）认识氨气及其性质。
（2）初步学会氨气的检验。
（3）通过氨气的喷泉实验感受化学实验的美，激发学习化学的兴趣，联系氨气的喷泉实验原理，体会相关的自然现象和人工现象。
（4）将氨气的制取、收集和物理、化学性质的实验合二为一，做到实验简单、操作方便、现象明显、效果良好。
（5）重视环境教育，树立环保意识。
4.实验仪器装置图5.实验操作（1）检查装置的气密性：按照上图组装仪器，关闭分液漏斗活塞，关闭K2、K4，打开K1、K3，向50mL烧杯加水至浸没导管口，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，烧杯出现气泡，松开热毛巾，烧杯上面的导管出现一段水柱；同理，关闭K3，打开K4，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，锥形瓶上的小气球变胀，松开热毛巾，小气球变瘪，说明整套装置的气密性良好。
常见医疗用品在化学实验中的应用案例
常见医疗用品在化学实验中的应用案例发布时间：2021-04-09T15:56:43.143Z 来源：《中小学教育》2021年4月3期作者：高波[导读] 利用医用三通改进部分化学实验，不仅可以简化仪器，减少传统仪器连接不好造成的漏气，还可通过调节三通阀方向，控制物质间的反应。
在保证气体不外泄的情况下添加药品，尤其适用于产生有害气体的实验。
高波安徽省明光中学安徽滁州 239400【摘要】利用医用三通改进部分化学实验，不仅可以简化仪器，减少传统仪器连接不好造成的漏气，还可通过调节三通阀方向，控制物质间的反应。
在保证气体不外泄的情况下添加药品，尤其适用于产生有害气体的实验。
【关键词】医用三通 Y型管氯气二氧化硫氨气中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2021）04-191-02医用三通（图1）是医疗中常用设备，可以旋转三通的方向来实现不同方向的通路。
医用三通的密封性非常好，可以在保证气体不外泄的情况下添加药品。
这可以为不少化学实验提供很好的便利性[1]。
Y型管（图2）因其外形类似“Y”而得名，可以同时存放两种不同试剂，通过倾斜Y型管相互添加，为很多化学实验的进行创造了便利[2]。
图1 医用三通图2 Y型管笔者利用医用三通结合Y型管、U型管改进了几则高中化学实验。
一、Cl2的制备、性质、尾气处理一体化实验1.实验仪器和药品医用三通、医用注射器（含针头）、Y型管、橡皮塞、高锰酸钾、浓盐酸、品红溶液、氢氧化钠溶液、淀粉碘化钾试纸 2.实验装置图3 Cl2的制备、性质、尾气处理一体化实验3.实验操作和现象（1）按图3示组装好仪器，检查气密性。
（2）在Y型管的两支管中分别加入KMnO4固体和品红溶液，上端内测前部粘贴一小片湿润的淀粉KI试纸。
（3）连接医用三通，分别接入装有浓盐酸和氢氧化钠溶液的注射器。
（4）调节三通阀，略微倾斜装置，使Y型管和盛有浓盐酸的注射器连通，小心向KMnO4一侧加入浓盐酸。
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氨的制备与性质检验一体化实验
2.药品：氢氧化钠固体、浓氨水、酚酞试液、浓盐酸、蒸馏水、红色石蕊试纸。
三、实验原理/实验设计思路
1.制备：实验室制取氨气一般是利用铵盐与碱反应，本实验为了快速地获得氨气。
向NaOH中滴加浓氨水，NaOH溶于水后放热，温度升高，降低了氨气的溶解度，促使氨气分解
出氨气；溶液中的c(OH-)增加,促使氨的溶解平衡逆向移动，氨气易于放出。
2.氨气性质：氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；氨气可以与酸发生反应生成铵盐；氨
气易挥发，可以与挥发性酸（如浓盐酸）反应产生白烟（NH4Cl固体小颗粒）NH3+HCl=NH4Cl。
3.喷泉实验：氨气在通常情况下是极易溶于水，无色，有刺激性气味的气体。
氨气溶于
水形成氨水，氨水显碱性，存在如下变化NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-体系中的氨气能够全
部溶于水中，使体系产生负压，于是形成喷泉现象。
因氨水显碱性，所以进入U形管的酚酞
试液显红色。
四、实验教学目标
1.知识与技能：掌握氨气的性质。
2.过程与方法：
（1）组织学生分组讨论，设计实验，根据实验现象得出物质的性质。
（2）学生通过改造和创新实验装置，体验科学探究的过程。
3.情感态度与价值观：
（1）培养善于探究的化学素养，感受化学原理的系统性和关联性。
（2）学生通过微型实验的探究活动，培养创新精神等核心素养。
五、实验教学内容
氨气的制备，性质检验，喷泉实验一体化设计。
六、实验教学过程
我的实验教学过程总共分为五个环节：
第一环节——引入课本实验，学生分组完成课本实验，并填写实验报告。
氨气的制备及性质实验是高中化学重要的系列实验，能够生动形象地证明氨气极易溶于水，氨气水溶液呈碱性等性质，趣味性强。
但在探究的过程当中，我们也遇到了一些困惑：（1）氨气制备与性质实验分开，连贯性不足。
（2）重复制备收集氨气做实验，氨气容易逸散，污染环境，危害健康。
（3）喷泉实验中的圆底烧瓶塞子太小，打孔困难。
胶头滴管时常不能吸满水，倒置之
后导致水不能顺利挤压出来。
（4）用玻璃棒分别蘸取浓氨水、浓盐酸，靠近发生反应，看似简便，但污染较大，不
利于培养学生正确的操作习惯，同时产物氯化铵随空气迅速散逸，不利于观察其为白色固体
颗粒的事实。
第二环节——确立新实验目标：一体化、连续化、绿色化、微型化。
第三环节——学生进行实验设计，提出猜想——改进——完成实验——讨论——结论。
实验设计虽然可以解决以上的四个困惑，也达到了目标，但是学生发现这样的装置过于
繁杂，药品用量大，操作时间长，希望可以进一步改进实验做到药品用量少，易操作，更加
绿色环保。
第四环节——查阅文献，播放一些已经改进创新的例子。
教师启发学生，目的是让学生提升理念，从中得到启示，设计出更有创意的实验。
在教
师的启发下，学生设计出的实验更完美了，但仍然存在一些不足，比如装置的气密性不好，
实验现象不明显……原因在于学生仍然缺乏设计实验的经验，对仪器的应用不够理解，对实验原理模糊。
但总的来说，我们要表扬学生富有创造力，鼓励学生再接再厉。
第五环节——创新实验，实验器材，实验原理，实验改进要点。
那什么样的实验才能解决以上提出来的所有问题呢？我们来看一个实验设计：
实验原理
（1）制备：实验室制取氨气一般是利用铵盐与碱反应，本实验为了快速地获得氨气。
向NaOH中滴加浓氨水，NaOH溶于水放热，温度升高，降低了氨气的溶解度，促使氨气分
解出氨气；溶液中的C(OH-)增加,促使氨的溶解平衡逆向移动，氨气易于放出。
（2）氨气性质：氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；氨气可以与酸发生反应生成铵盐；氨气易挥发，可以与挥发性酸（如浓盐酸）反应产生白烟（NH4Cl固体小颗粒）
NH3+HCl=NH4Cl。
（3）喷泉实验：氨气在通常情况下是极易溶于水、无色、有刺激性气味的气体。
氨气
溶于水形成氨水，氨水显碱性，存在如下变化NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-体系中的氨气能
够全部溶于水中，使体系产生负压，于是形成喷泉现象。
因氨水显碱性，所以进入U形管的
酚酞试液显红色。
仪器及药品：
仪器：带针头5mL注射器2个、50mL注射器1个、铁架台、U形管、镊子、橡胶塞两个，水浸传感器。
药品：氢氧化钠固体、浓氨水、酚酞试液、浓盐酸、蒸馏水、红色石蕊试纸。
实验装置：本实验装置主要分为两部分。
第一部分为氨气的制备，如图1所示虚线左侧
部分。
第二部分为喷泉实验及氨气性质检验，如图1所示虚线右侧部分。
氨气的制备：氨气的制备装置主要由U形管和含浓氨水的注射器1组成，U形管中装有NaOH固体。
氨气检验和喷泉实验：氨气检验装置主要由U形管、注射器2组成，注射器2中收集有HCl气体。
喷泉实验装置主要由U形管和大注射器3组成，大注射器中含有酚酞试液。
操作要点和实验现象：
（1）如图所示连接装置，进行气密性检验。
在U形管左侧装入少量NaOH固体，50mL
注射器中吸入30mL酚酞试液。
（2）左侧5mL小注射器缓慢注入3mL浓氨水，浓氨水与氢氧化钠接触，产生大量氨气。
此时，用湿润的红色石蕊试纸在U形管的右端支管口处检验氨气，试纸变蓝。
（3）当左侧气泡生成较剧烈时，将装有3mLHCl气体的5mL小注射器接到右侧支管处，可观察到右侧小注射器中迅速白烟弥漫。
（4）取下右侧小注射器，震荡一会儿，在注射器内壁可以看到明显的白色固体小颗粒。
（5）连接U形管和50mL大注射器，微微地推动大注射器活塞，注入少许酚酞试液，
松手后U形管中迅速形成红色喷泉，U形管里面的声控元件遇水发出声音，形成“音乐喷泉”。
带给同学视觉和听觉的双重震撼。
七、本实验课教学反思与评价
本节课做到了以下三点创新：
1.课本实验的创新：引入U形管和注射器，使实验一体化、微型化，把绿色化学理念真
正地融入课堂。
2.课堂形式的创新：以问题为索引，小组学习为主线贯穿整个课堂，层层深入，激发学
生的求知欲，生生、师生互动互评、互学互促，实验不断升级。
3.教学环节的创新：课内，收获知识，提高设计和评价能力；课外，思维升华，实现知
识向能力转化。