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实验室制备氨气的综合设计
实验目的
通过实验探究，让学生了解实验室制取氨气的一般原理，根据实验现象直观感受并掌握氨气的主要性质，激发学生探索求知和勇于创新的热情，培养学生正确的科学态度观，强化学生实验操作的规范性、安全性及环保性，提高学生的实验思维能力和动手操作能力。
原实验的地位和不足
地位：
NH4Cl和Ca（OH）2共热制备氨气，是高中化学的重要实验之一，氨气的性质和铵根离子的检验是高考的常考点，在“氮的固定”中，氨气是人工固氮产物，也是农业生产和工业制备各种含氮化合物的基础原料，对学生学习硝酸的性质作了一个知识性和结构性的铺垫作用。
不足：
缺少干燥装置，容易导致收集到的氨气做喷泉实验时失败；②缺少尾气处理装置，容易污染环境；③需要酒精灯加热时，容易使试管发生炸裂，从而引发危险；④课本上没有系统、连贯地介绍氨气的相关性质，不利于学生对氨气知识的记忆。
为此，我对课本实验中存在的问题进行改进，消除了氨气的污染，将氨气的制备、干燥、收集、验满、“白烟”现象和尾气处理等实验操作综合设计，让学生能更系统、全面地掌握该知识点。
实验改进的用品
仪器：分液漏斗、铁架台（3套）、圆底烧瓶（2个）烧杯（2个）、漏斗、U型干燥管、胶头滴管、Y型导管、T型导管，多个玻璃导管、广口瓶（2个）、橡胶管、带孔橡皮塞（4个）、止水夹（5个）
药品：浓氨水、浓盐酸、氢氧化钠固体、酚酞试剂、自来水、红色石蕊试纸。
实验原理：NH3·H2O NH3 + H2O
实验改进的装置图
(
原实验装置图1
)
(
改进实验装置图2
)
实验改进内容：
将NH4Cl和Ca（OH）2换成浓氨水和NaOH固体；
增加干燥装置和尾气处理装置；
将湿润红色石蕊试纸的烧杯设计成密封装置；
将浓氨水与浓盐酸的反应设计成密封装置。
实验改进的步骤及现象
按图2组装实验仪器，并检查装置的气密性，。
在烧杯1、2和胶头滴管装上适量水，烧杯1中滴加几滴酚酞溶液，将烧杯1内的导管如图所示伸入液面以下，将烧杯2中的漏斗边缘放在刚好碰到水面的位置。在集气瓶1放入一团棉花（防止浓盐酸挥发），并滴加几滴浓盐酸，用带导管的橡胶塞好瓶口；将两张湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶2内壁（可更准确确认NH3集满情况），用带导管的橡胶塞好瓶口；在圆底烧瓶1加入少量NaOH固体，并固定在铁架台上，在分液漏斗加入适量浓氨水，并将分液漏斗固定到圆底烧瓶1上。
打开开关1、4，关闭开关2、5，连接干燥装置；打开分液漏斗的开关，将浓氨水慢慢滴加到圆底烧瓶1与氢氧化钠反应制取NH3，在烧瓶2用向下排空气法收集NH3，当观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明氨气已集满，多余的NH3通入烧杯2中的水进行吸收。关闭分液漏斗的开关停止反应。
打开开关2、5，关闭开关1、4（防止装置内压强过大，使仪器炸裂），将多余的氨气通入到滴有浓盐酸的集气瓶1，可以观察到白烟现象，瓶底有白色细小颗粒物质生成，说明NH3可以与挥发性酸反应生成盐。将多余的NH3通入烧杯2中的水进行吸收。
打开开关3，用力挤压胶头滴管，可以看到在烧瓶2中形成 “喷泉”，溶液为红色，说明NH3极易溶于水，使烧瓶内的压强减小而产生压强差，烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”； 溶液变红，说明NH3与水反应生成了碱性物质（NH3·H2O）。
拆装仪器，清洗仪器。
实验改进的优点
实验器材和药品简单易得，实验现象明显可操作性强，适合课堂演示。
该装置为固液制取气体装置，无需加热，使用分液漏斗可以随时控制反应进行，反应可控性强。
实验药品将NH4Cl和Ca（OH）2换成NaOH固体和浓氨水，避免了使用酒精灯加热使试管炸裂的情况，安全性高。
整个实验在密闭体系中进行，无氨气泄漏，并进行了尾气处理，符合绿色化学发展的理念。
该套装置组装简易，综合性强，既能快速制备氨气，节省了实验时间，又根据氨气的性质进行干燥和收集，还可以同步进行氨气的 “喷泉”实验和“白烟”实验，现象明显，节省了氨气多个性质验证实验的时间，有效提高了课堂效率。
该实验在课堂上演示时，可通过多个实验现象的视觉冲击，提高学生的专注力，让学生更有效感受和掌握氨气的制备和性质检验。
该装置综合性强，符合新高考的培养要求。
实验改进的反思及评价
①实验时间短，现象明显，综合性性强，这是本实验的一个亮点，对学生掌握氨气的性质，为进一步学习氮族元素打下重要基础。②喷泉实验成功的关键：装置气密性良好；氨气纯度高；圆底烧瓶保持干燥。③在改进实验中，能激发学生探索求知、勇于创新的热情，为学生奠定了一定的实验思维能力和动手操作实验的能力。④整个实验过程，强化了学生实验操作的规范性、安全性及环保性。
附：实验练习
某化学兴趣小组利用下面的装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
(1)装置A中烧瓶内的试剂可选用________(填序号)。
a．浓硫酸 b．碱石灰
c．五氧化二磷 d．NaOH固体
(2)若探究氨气的溶解性，标准状况下，装置D中收集满氨气后，关闭止水夹K1、K2，打开止水夹K3，引发喷泉的实验操作是________________________________；完成喷泉实验后，装置D中充满液体，则装置D中溶液的物质的量浓度为__________(保留两位有效数字)。
(3)止水夹K2处的导管末端需要连接氨气的吸收装置，则不能在止水夹K2处的导管末端连接的装置是______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
备选装置(其中水中含酚酞溶液)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
(4)若探究氨气的还原性，需关闭止水夹K1、K3，将止水夹K2处的导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①在装置D中，氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种化学性质稳定的气体单质，该反应可用来检验氯气管道是否泄漏，则该反应的化学方程式为____________________。
②尾气可用装置C处理，若尾气中含有少量Cl2，则装置C中吸收氯气发生的化学方程式为____________________________________。
答案　(1)bd　(2)用热毛巾捂住烧瓶一段时间　0.045 mol·L－1　(3)Ⅰ　
(4)①8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl ②Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

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