張金水
摘要:歸納分析了高中化學(xué)甲種本、2002年舊版人教版,新課改后人教版、蘇教版、魯科版教材以及2012~2016年高考浙江、上海、江蘇、福建、海南、全國卷化學(xué)部分試題中關(guān)于滴液漏斗和分液漏斗的使用情況,介紹了化學(xué)實驗中常用的滴液漏斗和分液漏斗的區(qū)別、種類、構(gòu)造及用途。
關(guān)鍵詞:滴液漏斗;分液漏斗;玻璃儀器;化學(xué)實驗;知識介紹
文章編號:1005–6629(2017)3–0063–03 中圖分類號:G633.8 文獻標(biāo)識碼:B
新課改以來,各省的高考命題和化學(xué)教材編寫中新增加了玻璃儀器滴液漏斗。而對于滴液漏斗和分液漏斗的使用和區(qū)別,一線教師產(chǎn)生了一些疑惑和討論。在這樣的背景下,本文分析滴液漏斗和分液漏斗在教材編寫(表1)和高考命題(表2)中的使用情況,查閱資料后歸納它們的構(gòu)造和用途,以期能夠幫助教師和學(xué)生進一步認(rèn)識和了解它們。
1 滴液漏斗
滴液漏斗包括球形滴液漏斗[1](圖1)和恒壓滴液漏斗[2](圖2)。
1.1 球形滴液漏斗的構(gòu)造和用途
(1)構(gòu)造:球形主體,球體上端具有玻璃磨砂口配玻璃塞,瓶塞與漏斗瓶頸有一小孔相通,用以放液時讓空氣流通,使液體自然地流出。球體下端中心處有一只活塞,活塞下瑞有一只小球,球內(nèi)有一只小滴嘴,它在活塞孔徑控制下,調(diào)節(jié)液滴的速度和液滴的大小。在小球下端接有一漏斗管柄與整個裝置連接。
(2)用途:用于制備氣體實驗裝置中逐滴加液,保證氣體反應(yīng)緩慢持續(xù)地進行。例如,化學(xué)甲種本第三冊乙炔的制備裝置(第71、205 頁)、測定乙醇跟鈉反應(yīng)生成氫氣體積的裝置(第105頁)[3]、化學(xué)甲種本第一冊實驗室制氯氣和HCl的裝置(第30、32頁)[4],這些實驗削弱價格因素而改用球形滴液漏斗能做到更好地控制反應(yīng)。它能把液體一滴一滴地加入反應(yīng)器中,即使漏斗下端浸沒在液面下,也能夠清晰地觀察到滴液的快慢。
1.2 恒壓滴液漏斗的構(gòu)造和用途
(1)構(gòu)造:圓柱形玻璃筒主體,帶恒壓臂,筒身上端具有玻璃磨砂口配玻璃塞,下口內(nèi)置一滴液嘴,配玻璃節(jié)門(活塞),下端配三通活塞的漏斗管柄與整個裝置連接。
(2)用途:用于合成反應(yīng)實驗的液體加料操作,可在上口塞緊的情況下滴加液體,主要用于滴加揮發(fā)性強、刺激性大的液體[5]?;蛘弑仨氃跓o水條件下,在惰性氣體保護下,或者有氣體參與的反應(yīng)[6]。例如,蘇教版《有機化學(xué)基礎(chǔ)》苯的溴化實驗(第50頁)[7]、人教版《有機化學(xué)基礎(chǔ)》有機合成反應(yīng)裝置(第64頁)[8],這些實驗使用了具有強揮發(fā)性的物質(zhì),應(yīng)盡量使用恒壓滴液漏斗。它也可用于簡單的連續(xù)萃取操作,例如,人教版《有機化學(xué)基礎(chǔ)》的柱色譜裝置(第19頁)[9]。
1.3 滴液漏斗在高考命題和化學(xué)教材編寫中的實例分析
(1)2013年高考理綜全國卷Ⅱ第26題第(3)問:“……上述裝置圖(圖3)中,B儀器的名稱是?……”。
解析:綜合B儀器的構(gòu)造和用途能得出結(jié)論,該儀器是球形滴液漏斗而不是球形分液漏斗。該填空的標(biāo)準(zhǔn)答案是滴液漏斗。
(2)2016年10月浙江省普通高校招生選考科目考試化學(xué)試題第31題第(4)問:“……裝置改進后,向儀器A(圖4)中緩慢滴加SOCl2時,需打開活塞(填“a”、“b”或“a和b”)……”。
解析:綜合恒壓滴液漏斗的構(gòu)造和用途,可以得出只需要打開活塞b就能緩慢滴加SOCl2,與標(biāo)準(zhǔn)答案相符合。
(3)蘇教版《有機化學(xué)基礎(chǔ)》苯的溴化實驗(第50頁)[10]裝置改進時使用了兩只“滴液漏斗”。遺憾的是該教材配圖(圖5)所繪制的是球形分液漏斗而并非滴液漏斗,使分液漏斗和滴液漏斗混淆,給教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了困擾??紤]到左側(cè)苯和液溴為揮發(fā)性強、刺激性大且具有毒性的液體,應(yīng)使用恒壓滴液漏斗在上口塞緊的情況下緩慢滴加液體。而右側(cè)氫氧化鈉溶液,從實驗功能而言,實驗中使用分液漏斗替代滴液漏斗的加液功能是可行的。
由此可見,雖然近幾年全國考綱對化學(xué)實驗要求始終一致,2017年5(2)內(nèi)容仍是了解化學(xué)實驗室常用儀器的主要用途和使用方法,但新課改后,教材編寫和高考命題開始重視使用滴液漏斗。
2 分液漏斗
分液漏斗主要包括厚料球形分液漏斗(a)、球形分液漏斗(b)、梨形分液漏斗(c)、梨形刻度分液漏斗(d)、筒形分液漏斗(e)、筒形刻度分液漏斗(f)等(圖6)[11]。
分液漏斗主要用于制藥工業(yè)、大專院校、科研、鋼鐵冶金、石油化工、工礦企業(yè)、植物研究和提煉等單位進行液體的分離、洗滌和萃取等操作。不同形狀的分液漏斗,都有不同的用途,球形、梨形、筒形等分液漏斗也可以作為在反應(yīng)操作過程中添加溶液的工具。
3 結(jié)語
考慮到制作工藝和價格等問題,用分液漏斗部分代替滴液漏斗的功能是可行的。但通過分析高考命題和化學(xué)教材編寫滴液漏斗的使用情況,我們也應(yīng)該認(rèn)識到,滴液漏斗和分液漏斗雖然都同屬于瓶斗類玻璃儀器,但仍有明顯的區(qū)別。
(1)構(gòu)造區(qū)別。不能把球形滴液漏斗和球形分液漏斗混為一談,它們是具有不同構(gòu)造的玻璃儀器。
(2)用途區(qū)別。滴液漏斗的用途是滿足不同需求條件下添加液體的工具,能較好地控制液滴和滴加速度;而分液漏斗雖然可作為在反應(yīng)操作過程中添加溶液的工具,但我們應(yīng)該認(rèn)識到它主要是用于液體的分離、洗滌和萃取。
參考文獻:
[1][11]鄭燕龍,潘子昂.實驗室玻璃儀器手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007:83~85.
[2][5]徐云升,陳軍,胡海強.基礎(chǔ)化學(xué)實驗[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2007:25.
[3]高級中學(xué)課本化學(xué)(甲種本)(第三冊)[M].北京:人民教育出版社,1985:71,105,205.
[4]高級中學(xué)課本化學(xué)(甲種本)(第一冊)[M].北京:人民教育出版社,1985:30,32.
[6]揚州大學(xué)等合編.新編大學(xué)化學(xué)實驗(一)——基礎(chǔ)知識與儀器[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:16.
[7][10]王祖浩主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·有機化學(xué)基礎(chǔ)(第4版)[M].南京:江蘇教育出版社,2014:50.
[8][9]宋心琦主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·有機化學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:人民教育出版社,2007:5,19,64.