巧用西林瓶，设计初中化学系列微型实验

朱佳音 周文荣

关键词：西林瓶;微型实验;实验设计

西林瓶是一种硼硅玻璃材质的小瓶子，常用胶塞和铝塑组合盖封口。西林瓶系列实验是利用西林瓶、注射器、注射针头及透明PE 细软管设计的微型实验，对初中化学实验的微型化设计有着较好的应用前景。

一、“探究分子运动”的实验

依据人教版教材中“探究分子运动”实验[1]原理，用10 mL西林瓶作为容器盛放浓氨水代替小烧杯，实验现象一样明显，实验结束后盖上瓶塞，西林瓶成为氨水保存装置，既节约药品又可连续使用。若搭配试管、滤纸条和盛有热水的烧杯，还可以设计一组微型对比实验，既可以理解分子运动的现象，还可以探究温度对分子运动的影响。

1.实验用品

仪器：西林瓶2个、平口圆底试管（25 mm×150 mm）2支、烧杯1个、滴管、镊子。药品及试剂：浓氨水、酚酞试液、热水、滤纸条（26 mm×100 mm）2张。

2.实验装置

实验装置见图1，若组装装置时西林瓶瓶壁与试管内径不契合，可在西林瓶外壁中上部缠上适量生料带，以试管口能轻松卡在生料带处为宜。

3.实验过程

在滤纸条上用滴管均匀地滴上4滴酚酞试液，液滴之间间隔大约为20 mm。用镊子将滤纸条小心送入试管中，滤纸条的一端与试管底部接触。打开盛有8 mL浓氨水的西林瓶瓶塞，将装有滤纸条的试管罩在西林瓶上。以上装置准备2组，一组在常温下实验，另一组浸入60 ℃的热水中实验，进行对比。

二、“探究铁制品锈蚀条件”的实验

改进人教版教材中“铁钉锈蚀条件的探究”实验[2]，用铁粉代替铁钉，增大铁与氧气的接触面积，从而加快反应速率。因为西林瓶上的软管截面积比较小，利用压强差原理，消耗氧气后可以明显看到软管内水柱上升，从而可在课堂上短时间内使学生感知铁的锈蚀[3]。

1.实验用品

仪器：带橡胶塞西林瓶（10 mL）3个、烧杯1个、带25 cm软管的9号针头（直径0.9 mm）3个。

药品及试剂：还原铁粉、红墨水、棉花、无水氯化钙、植物油、煮沸过的蒸馏水。

2.实验装置

实验装置见图2，3个西林瓶从左往右分别是1号瓶、2号瓶、3号瓶。

3.实验过程

在1号瓶中装入1 g还原铁粉[4]，滴入3-5滴水，塞好橡胶塞，稍微振荡。取少量无水氯化钙颗粒用棉花包裹，系上丝线作为干燥剂备用，在2号瓶中装入1 g还原铁粉，将干燥剂悬挂于瓶中，塞好橡胶塞。在3号瓶中装入1 g还原铁粉，加入2 mL煮沸过的蒸馏水，再加入1 mL植物油，塞好橡胶塞。取3根带25 cm软管的9号注射针头，将软管一端浸入红墨水中，再将针头分别插入1号、2号、3号西林瓶的橡胶塞中，观察软管中红墨水液面变化情况。

三、“二氧化碳的制备与性质”的实验

“二氧化碳的实验室制取与性质”实验，若用实验室的常规实验仪器让学生独立开展实验，所需仪器及药品较多，实验成本高，准备时间长。用西林瓶来设计此实验，既能让每一个学生独立完成实验，满足每一个学生的实验需求，还有助于培养学生绿色环保的理念。

1.实验用品

仪器：带橡胶塞西林瓶（10 mL）5个、带25 cm软管的9号针头（直径0.9 mm）3个、注射器（5 mL）3个、注射器（1 mL）2个、玻璃导管、酒精灯、火柴、试管夹。药品及试剂：碳酸钙粉末、稀盐酸、饱和碳酸氢钠溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液。

2.实验装置

利用西林瓶设计的二氧化碳制备装置和性质实验装置见图3、图4。

3. 实验过程

（1）实验一

①不装任何药品，按照图3连接好仪器，将玻璃导管一端放入水中，然后轻推注射器活塞，若导管口有气泡冒出，则说明装置气密性是好的。

②在1号西林瓶中装入少量碳酸钙粉末，用5 mL注射器抽取足量的稀盐酸，在2号西林瓶中装入约4 mL饱和碳酸氢钠溶液，按图3连接仪器。

③缓缓推动注射器活塞将稀盐酸注入碳酸钙粉末中，在最后一个西林瓶口用燃着的木条验满。收集A、B两瓶二氧化碳备用。

④在3号西林瓶中装入少量澄清石灰水，将直角玻璃导管放入3号西林瓶中，向其中通入二氧化碳，观察现象。

（2）实验二

①用1 mL注射器抽取1 mL氢氧化钠溶液，用1 mL注射器抽取1 mL水，用两支5 mL注射器分别抽取5 mL水，備用。

②如图4所示，分别往A、B两瓶二氧化碳气体中用注射器注入1 mL水和氢氧化钠溶液，拔掉注射器后振荡。分别将准备好的装有5 mL水的注射器插入A、B两瓶中，观察活塞移动情况。

③向A瓶溶液中滴加3滴紫色石蕊溶液，观察现象，取一半溶液于另一西林瓶中，用试管夹夹住放在酒精灯火焰上加热，观察现象。

四、“氢气制取与性质”的实验

人教版教材中有氢气燃烧实验及氢气还原氧化铜实验的图片[1]，用西林瓶来设计这两个实验，既可以让这两个孤立的实验联系起来，还可以让氢气还原氧化铜实验在课堂上真实地发生，增强学生的兴趣，获得真实的体验。

1.实验用品

仪器：带橡胶塞西林瓶（10 mL）1个、带25 cm软管的9号针头（直径0.9 mm）2个、注射器（5 mL）1个、尖嘴玻璃导管2根、蒸发皿、酒精灯、火柴、小木条、试管夹、吸管。

药品及试剂：稀硫酸、锌粒、肥皂水、氧化铜粉末。

2.实验装置

氢气制取并验纯的实验装置见图5，氢气还原氧化铜的实验装置见图6。

3.实验过程

①不装任何药品，按照图5连接好仪器，将尖嘴玻璃管的尖嘴口放入水中，轻轻推动活塞注射器，水中尖嘴口有气泡冒出，则说明气密性良好。

②在西林瓶中装入3颗锌粒，用5 mL注射器抽取足量的稀硫酸，按图5连接仪器，在蒸发皿中装入少量肥皂水。另取一根尖嘴玻璃管，用削成条状的饮料吸管往其中装入少量氧化铜粉末，使其均匀贴于内壁，备用。

③推动注射器活塞，将稀硫酸注入西林瓶，用玻璃管的尖嘴在蒸发皿中吹泡泡，移开尖嘴，用燃着的小木条点燃泡泡，直至听到轻微爆鸣声。

④用装有少量氧化铜粉末的尖嘴玻璃管换掉原玻璃管，用试管夹夹住非尖嘴的一端，用酒精灯对准有氧化铜粉末的部位加热（见图6），观察现象。

⑤反应结束后，先熄灭酒精灯，继续通氢气，直至玻璃管冷却。

五、利用西林瓶设计实验装置的创新之处

1.微型化

西林瓶体积小，方便学生近距离观察，在药品用量较少的情况下也能达到最佳的实验效果;占有空间小，不易破碎，便于携带和放置，在不同班级连续教学时也方便搬运。

2.绿色化

西林瓶常见瓶塞有丁基胶塞和喇叭口塞，与瓶口内、外径均一致，气密性较好，可组成全封闭实验装置;西林瓶常见规格有5～50 mL，通常可选用5 mL、7mL、10 mL的，药品用量少，产生的废弃物也较少，可以节约药品，保护环境。

3.实用性

西林瓶在实验改进与创新中有着多种用途。既能继承广口瓶、细口瓶、集气瓶的保存药品功能，也能继承试管、锥形瓶作为反应装置的功能，如果搭配注射器、注射针头、细玻璃管等还能组装成多种组合装置。

4.推广性

相关实验器材可通过网络渠道购买，1个10 mL西林瓶、丁基橡胶塞、喇叭口瓶塞成本约为1元。同时，西林瓶适用于初中化学大部分实验，适合推广用于开展学生分组实验，有效激发学生对化学学习的热情和兴趣。