探究启普发生器的制作
新疆农五师83团第二中学 杨吉玲 【摘要】：在化学教学中，实验是一种重要而有效的学习方式，它具有直观性强、科学性强等特点。学校实验教学大都使用厂制的常规实验器材，所有实验
器材配置基本相同，实验内容要求一致，实验教学的方式也基本相似，这种教学模式只能满足实验教学的一般性要求，不能满足新课程改革的需求，教师的个性化教学也受到限制。解决问题的有效途径之一就是自己动手、就地取材，大力开展自制教具活动。教师利用教学经验自制教具，可以弥补教学中存在的不足，突破教材中的重点和难点。
【关键词】：启普发生器 自制教具 实验教学
随着新课程改革的不断深入，新课程标准对实验提出了更新、更高的要求。在新的教育理念：“以人为本”、“可持续发展观”的指导下，培养师生的创新能力、动手能力和关心社会、热爱自然的科学素养，已成为现代教育的一大目标。自制教具所取材料，都是生活中一些常见的物品或一些废弃物，对这些物体的“再创造”，培养了学生具有变废为宝、节约资源、爱护环境、热爱自然、关心社会的可持续发展的科学素养，让学生在教育教学中自然而然的感受到爱护环境就在身边。
启普发生器是一种实验室常用的气体发生装置，是荷兰科学家启普发明，并以他的姓命名。它用普通玻璃制成，如图所示：
它由球形漏斗、容器和导管三部分组成。适用于块状固体与液体在常温下反应制取气体，如氢气、硫化氢等。
它的操作上，首先是气密性的检查，启普发生器是厚玻璃制成，不宜受热，检查气密性时也不必加热，只需在仪器组装好之后，关闭导管上的活塞（或止水夹），向球形漏斗中注水，待漏斗口淹没后继续注水，若在漏斗中形成稳定的液柱，说明气密性好。
原理很简单：容器内气体的压强如果大于（或小于）大气压强，就能证明容器气密性好。在这次日本核泄漏事故中，曾用压力容器中的气体压强大于大气压强的结论，证明压力容器还是完好的，两者的原理是一样的。球形漏斗中液柱所产生的压强，作用于容器内的气体，容器内气体的压强等于大气压强加上水柱所产生的压强，大于大气压，所以可以用水柱来说明气密性好。
启普发生器气密性检查简单，使用起来也很简单。它适于块状固体和液体反应制气体的实验。使用时，容器的圆球中放块状固体，放好后插入球形漏斗，块状固体被留在圆球中，液体由球形漏斗中加入。需要气体时，只需打开活塞，让容器与气体收集装置连通，容器内气体逸出，压强下降，漏斗中的液体进入容器，淹没固体，开始反应，产生气体。气体够用后，关闭活塞，此时液体和固体依然在反应，产生的气体无法排出，容器中气体的量增加，根据克拉珀龙方程，其他条件不变时，气体的压强与气体物质的量成正比。容器内气体物质的量增加，气体的压强也增大，推动容器内的液体向漏斗中运动，漏斗中的液面上升，容器中的液面下降，当液面降到固体以下时，固体和液体脱离接触，反应停止。从而实现“随开随用，随关随停”的效果。
启普发生器常用于块状固体和液体制气体且不需要加热的反应，如锌粒（块状固体）和稀硫酸制氢气，大理石（块状）与稀盐酸制二氧化碳，硫化亚铁与盐酸反应制硫化氢等。既然启普发生器不宜受热，需要加热的反应不能用，产生大量热的反应也不能用，如二氧化锰和浓盐酸制氯气需加热，不能用。电石和水反应制乙炔，由于产生大量的热，也不能用。反应物为粉末状固体也不能用，因为粉末会进入容器的下半球中，关闭活塞时，液体不可能与固体脱离接触，反应不会停止，达不到“随开随用，随关随停”的效果。如过氧化氢在二氧化锰的作用下分解，二氧化锰是粉末，不能用，如果用水泥将它制成小块，就可以用的。说它有趣，“随开随用，随关随停”，像个有趣的玩具，可不是吗？打开活塞，漏斗中的液体流下去，固体上的气泡升起来。关上活塞，容器中的液面降下去，漏斗中的液面升起来。打开，关上，关上，打开，看升降自动进行，不是很有趣吗？真有点像孩子的一个新玩具。如果不小心，固体落到了下半球中，关闭活塞，液
体和固体不能脱离接触，反应不会停止，它会一直工作下去，一个很有意思的现象就产生了，当容器中的液面降到漏斗口以下时，漏斗中就会形成间歇喷泉：隔一段时间会有一个大气泡从漏斗中喷出，模拟了自然界的间歇泉。
该仪器的特点是：符合“随开随用、随关随停”的原则。能节约药品，控制反应的发生和停止，可随时向装置中添加液体药品。
该装置在使用中存在以下明显不足：
1.仪器容积过大，使用剩余的药品已经被污染，不可回收再用，造成实验药品的浪费。
2.反应过程中的停止控制过于迟钝，且再次开启时气流不稳定，存在安全隐患。
3.装置复杂，操作繁琐，气密性容易被破坏而无法收集到制备气体，导致实验失败。
下面提供一种简易式启普发生器，以解决现有启普发生器存在的药品浪费严重，控制设计不合理，气密性容易遭破坏等问题。
取一只医院用的250ml生理盐水塑料瓶，将塑料瓶从瓶底以上3厘米处剪断，并使其牢固地塞入上半截瓶，然后在瓶底烫8个孔。在取500ml的生理盐水塑料瓶从中间截断，下半部分保留，并用铜丝将两部分固定，接上点滴管，一个造价低廉的启普发生器就成功了。
装置优点 此装置与启普发生器的原理相一致，功能基本相同，如都可用于制取H2、CO2、H2S等气体。但它具有结构更简单、制作更方便、操作更简便、安全性更好等优点。并且用生活中易得的材料、物品或废旧材料充当实验器材或稍作简单加工制成教具、仪器，并应用于教学之中，这本身就是潜在的对学生进行创作教育。自制教具所体现的“一物多用、废物利用、借用它物”等思想，正是启迪智慧、开拓思路、调动学生创造性思维的钥匙。
总之，提倡自制教具并不完全是针对实验条件的需要而言的，从深层次来讲，它是针对教育和教学的需要，对促进学生智慧、情感、态度、价值和社会适应性的全面提高和谐发展的作用而言的。因此自制教具应该成为基础教学的重要组成部分希望广大师生积极参与，动手自制教具，促进新课程改革的深入发展。
参考文献：
1、《中华人民共和国教育部 化学课程标准》 人民教育出版社
2、《普通高中化学课程标准实验教科书 物质结构与性质（选修）》 人民教育出版社
探究启普发生器的制作
新疆农五师83团第二中学 杨吉玲 【摘要】：在化学教学中，实验是一种重要而有效的学习方式，它具有直观性强、科学性强等特点。学校实验教学大都使用厂制的常规实验器材，所有实验
器材配置基本相同，实验内容要求一致，实验教学的方式也基本相似，这种教学模式只能满足实验教学的一般性要求，不能满足新课程改革的需求，教师的个性化教学也受到限制。解决问题的有效途径之一就是自己动手、就地取材，大力开展自制教具活动。教师利用教学经验自制教具，可以弥补教学中存在的不足，突破教材中的重点和难点。
【关键词】：启普发生器 自制教具 实验教学
随着新课程改革的不断深入，新课程标准对实验提出了更新、更高的要求。在新的教育理念：“以人为本”、“可持续发展观”的指导下，培养师生的创新能力、动手能力和关心社会、热爱自然的科学素养，已成为现代教育的一大目标。自制教具所取材料，都是生活中一些常见的物品或一些废弃物，对这些物体的“再创造”，培养了学生具有变废为宝、节约资源、爱护环境、热爱自然、关心社会的可持续发展的科学素养，让学生在教育教学中自然而然的感受到爱护环境就在身边。
启普发生器是一种实验室常用的气体发生装置，是荷兰科学家启普发明，并以他的姓命名。它用普通玻璃制成，如图所示：
它由球形漏斗、容器和导管三部分组成。适用于块状固体与液体在常温下反应制取气体，如氢气、硫化氢等。
它的操作上，首先是气密性的检查，启普发生器是厚玻璃制成，不宜受热，检查气密性时也不必加热，只需在仪器组装好之后，关闭导管上的活塞（或止水夹），向球形漏斗中注水，待漏斗口淹没后继续注水，若在漏斗中形成稳定的液柱，说明气密性好。
原理很简单：容器内气体的压强如果大于（或小于）大气压强，就能证明容器气密性好。在这次日本核泄漏事故中，曾用压力容器中的气体压强大于大气压强的结论，证明压力容器还是完好的，两者的原理是一样的。球形漏斗中液柱所产生的压强，作用于容器内的气体，容器内气体的压强等于大气压强加上水柱所产生的压强，大于大气压，所以可以用水柱来说明气密性好。
启普发生器气密性检查简单，使用起来也很简单。它适于块状固体和液体反应制气体的实验。使用时，容器的圆球中放块状固体，放好后插入球形漏斗，块状固体被留在圆球中，液体由球形漏斗中加入。需要气体时，只需打开活塞，让容器与气体收集装置连通，容器内气体逸出，压强下降，漏斗中的液体进入容器，淹没固体，开始反应，产生气体。气体够用后，关闭活塞，此时液体和固体依然在反应，产生的气体无法排出，容器中气体的量增加，根据克拉珀龙方程，其他条件不变时，气体的压强与气体物质的量成正比。容器内气体物质的量增加，气体的压强也增大，推动容器内的液体向漏斗中运动，漏斗中的液面上升，容器中的液面下降，当液面降到固体以下时，固体和液体脱离接触，反应停止。从而实现“随开随用，随关随停”的效果。
启普发生器常用于块状固体和液体制气体且不需要加热的反应，如锌粒（块状固体）和稀硫酸制氢气，大理石（块状）与稀盐酸制二氧化碳，硫化亚铁与盐酸反应制硫化氢等。既然启普发生器不宜受热，需要加热的反应不能用，产生大量热的反应也不能用，如二氧化锰和浓盐酸制氯气需加热，不能用。电石和水反应制乙炔，由于产生大量的热，也不能用。反应物为粉末状固体也不能用，因为粉末会进入容器的下半球中，关闭活塞时，液体不可能与固体脱离接触，反应不会停止，达不到“随开随用，随关随停”的效果。如过氧化氢在二氧化锰的作用下分解，二氧化锰是粉末，不能用，如果用水泥将它制成小块，就可以用的。说它有趣，“随开随用，随关随停”，像个有趣的玩具，可不是吗？打开活塞，漏斗中的液体流下去，固体上的气泡升起来。关上活塞，容器中的液面降下去，漏斗中的液面升起来。打开，关上，关上，打开，看升降自动进行，不是很有趣吗？真有点像孩子的一个新玩具。如果不小心，固体落到了下半球中，关闭活塞，液
体和固体不能脱离接触，反应不会停止，它会一直工作下去，一个很有意思的现象就产生了，当容器中的液面降到漏斗口以下时，漏斗中就会形成间歇喷泉：隔一段时间会有一个大气泡从漏斗中喷出，模拟了自然界的间歇泉。
该仪器的特点是：符合“随开随用、随关随停”的原则。能节约药品，控制反应的发生和停止，可随时向装置中添加液体药品。
该装置在使用中存在以下明显不足：
1.仪器容积过大，使用剩余的药品已经被污染，不可回收再用，造成实验药品的浪费。
2.反应过程中的停止控制过于迟钝，且再次开启时气流不稳定，存在安全隐患。
3.装置复杂，操作繁琐，气密性容易被破坏而无法收集到制备气体，导致实验失败。
下面提供一种简易式启普发生器，以解决现有启普发生器存在的药品浪费严重，控制设计不合理，气密性容易遭破坏等问题。
取一只医院用的250ml生理盐水塑料瓶，将塑料瓶从瓶底以上3厘米处剪断，并使其牢固地塞入上半截瓶，然后在瓶底烫8个孔。在取500ml的生理盐水塑料瓶从中间截断，下半部分保留，并用铜丝将两部分固定，接上点滴管，一个造价低廉的启普发生器就成功了。
装置优点 此装置与启普发生器的原理相一致，功能基本相同，如都可用于制取H2、CO2、H2S等气体。但它具有结构更简单、制作更方便、操作更简便、安全性更好等优点。并且用生活中易得的材料、物品或废旧材料充当实验器材或稍作简单加工制成教具、仪器，并应用于教学之中，这本身就是潜在的对学生进行创作教育。自制教具所体现的“一物多用、废物利用、借用它物”等思想，正是启迪智慧、开拓思路、调动学生创造性思维的钥匙。
总之，提倡自制教具并不完全是针对实验条件的需要而言的，从深层次来讲，它是针对教育和教学的需要，对促进学生智慧、情感、态度、价值和社会适应性的全面提高和谐发展的作用而言的。因此自制教具应该成为基础教学的重要组成部分希望广大师生积极参与，动手自制教具，促进新课程改革的深入发展。
参考文献：
1、《中华人民共和国教育部 化学课程标准》 人民教育出版社
2、《普通高中化学课程标准实验教科书 物质结构与性质（选修）》 人民教育出版社