广东省惠州市第一中学化学高级教师。2013年荣获首届全国中小学实验教学优秀案例展演一等奖，2016荣获第八届广东省优秀自制教具展评活动一等奖，2016年、2018年两届广东省中学化学教师实验操作与创新技能竞赛均荣获一等奖，曾参与《高中化学实验教学》和《初中化学实验教学》（北京计量出版社）撰稿并任副主编，设计的多个创新实验作品已批量生产。本期推出的是该老师获得省一等奖的创新实验“乙炔综合性实验的创新设计”。

1.教材学情分析

高中化学教材炔烃一节中乙炔气体的制取，一直采用把水滴加到CaC₂固体的方法（如下图）。此实验存在很大的缺陷：

1.反应应速度、燃烧状况均不稳定；

水滴与CaC₂接触瞬间，反应太过剧烈，产生气体速度太快，气流喷涌而出 ；而未与水滴接触时，产生气体的速度迅速减弱，因而整个实验过程难以形成平稳气流，点燃C₂H₂气体时，火焰时大时小，甚至不能点燃，这不利于观察乙炔燃烧状况。

2.操作时间长；

反应前容器（烧瓶）内充满空气，开始产生的C₂H₂气体中必然混入大量的空气，点燃C₂H₂前必须验纯，因此大大延长了实验操作时间 。

3.浪费、不环保。

实验结束后，无法即时停止C₂H₂气体的产生，因而造成实验试剂的浪费；且教材中该实验未进行尾气处理，易造成环境污染。

2.创新实验设计

创新装置实物图

本人对该实验进行了一千多次试验后，总结了大量的有效实验数据，对该实验进行了创新设计。创新实验装置图如下：

图1是利用实验室常用器材组装的装置图；            图2是根据设计图生产出来的 成套装置图。

3.实验操作与现象

创新实验设计思路

把塑料瓶的底部截去，胶塞a打双孔，胶塞b打单孔，直导管贯穿胶塞ab，按上图1组装好装置。

1. 乙炔的制取。

取出胶塞a（连着上部所有组件），往集气瓶中注满水（以胶塞a塞入集气瓶后，水不溢出为宜）。取CaC₂一块（约1粒花生米大小）投入集气瓶中，迅速塞紧胶塞a，集气瓶里的水不断被压入塑料杯（也叫储液杯）中，CaC₂逐渐消失，溶液变成白色浑浊（产物中Ca(OH)₂形成的悬浊液），约1min反应结束，产生一瓶不含空气的C₂H₂气体（此时集气瓶已成为储气瓶）。

2.乙炔的性质实验。

进行性质实验时，轻轻挤捏玻璃珠，塑料杯中的水进入集气瓶，把C₂H₂气体压出。点燃（氧化）——除杂（采用饱和硫酸铜溶液或重铬酸钾浓硫酸洗液）——与高锰酸钾反应（还原）——与溴的四氯化碳溶液反应（加成）。组合装置分为6个模块，包含7个化学反应，6个实验现象。

见下图3（该装置已批量生产）。

A、模块1：往储液杯中滴2滴酚酞，溶液呈红色（见图3模块1）；B、模块2：点燃乙炔气体，产生大量的黑烟，在火焰上方罩干冷烧杯；

C、模块3：硫酸铜溶液为除杂用；

D、模块4：酸性高锰酸钾溶液渐渐褪成无色；

E、模块5：溴的四氯化碳溶液渐渐褪成无色；

F、模块6：储气囊收集尾气后渐渐膨胀，主要用于收集模块5中逸出的溴蒸气及四氯化碳气体，以及未参与反应的乙炔气体等。

4.创新实验设计的优点

1

材料易得、制作简单：装置的制作材料皆为实验室最常用的器材，制作方法简单易行，（目前创新设计的装置已经成套批量生产，并应用于部分学校的化学教学中）。

2

产储合一、一瓶多用：气体发生装置与储气装置合二为一，既可作反应瓶，又可作集气瓶、储气瓶、缓冲瓶（四合一），让实验变得尤其简单。化学反应及气体收集完全彻底，最大程度减少试剂用量，杜绝环境污染，实现实验的绿色化。气体的产生及使用可同时进行，互不影响，而且产生气体速率的快慢，完全不影响后续的性质实验。

3

开关自如、气流平稳：产生的气体直接存储在反应瓶中，这使得气体的使用达到“即开即用、即关即停”的优异效果，且使用气体时的气压气流控制自如。很好地解决了以往用其它装置（如启普发生器及其简易装置等）制取气体时，不能产生平稳气流的至大缺陷。

4

液封式气体制取及燃烧装置：反应器为液封式气体制取装置、缓冲式安全燃烧装置，产生的气体不会混入空气，因此点燃气体时，无需验纯，安全可靠。

5

一键操作、连贯实验：在乳胶管内放置玻璃珠作阀门，易于控制气体的量及速度。成套装置中的 “T”型管设计，使性质实验变成一键操作，方便快捷；

6

适用范围广：创新装置除应用于乙炔气体的制取，稍作改进后，即可有效地完成下述几类实验：①常温下固—液反应的气体制取（产生的气体难溶或微溶于水），如C₂H₂、H₂、CO₂、O₂（双氧水分解）、NO等；②定量测定气体含量及物质的性质；③观察碱金属与H₂O（醇）反应现象及气体的收集、点燃等实验；④作储气瓶用，单独使用或在成套连通装置中使用皆可，很好地解决了气体收集储存及使用过程中的各种问题。