摘要：对人教版高中《化学(必修2)》中吸热反应实验进行深入研究，认为教材中的实验方案所需试剂量大、产生的氨气会造成污染，且实际效果受所在地区气候环境影响大，成功率偏低。为此，重新设计了四种实验方案，实践证明，这四种方案成功率高、绿色环保、现象明显、操作简便，达到了优化实验的目的。
关键词：吸热反应；实验创新；绿色环保
现行的人教版高中《化学(必修2)》第二章第一节中的吸热反应实验仍然沿用了旧版教材的方法，笔者经过多次实验，发现该实验存在以下不足。第一，如果实验时外界温度较高，玻璃片上的水就不易结成冰，影响实验效果[1]。第二，实验是开放性的，反应生成的氨气(NH3)会污染环境，不符合绿色环保理念。第三，水表面产生的张力也有可能使玻璃片与烧杯黏结在一起，使得实验结果无法区分。针对上述不足之处，笔者设计了四个改进方案。
一、选用离心试管探究吸热反应
1.实验原理。将盛有冰醋酸(CH3COOH)(液面不超过离心试管的尖嘴部分)的离心试管插入装有氢氧化钡[Ba(OH)2•8H2O]和氯化铵(NH4Cl)混合物的烧杯中(离心试管尖嘴接触到固体混合物)，发生凝固现象，即证明Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl发生吸热反应。
2.实验用品。实验装置如图1所示。实验材料：50mL的烧杯、棉花、厚纸板、离心试管、天平、玻璃棒、药匙、纸片等，适量的Ba(OH)2•8H2O，NH4Cl，CH3COOH。
3.实验操作。(1)用棉花将50mL的烧杯四周裹住。(2)在厚纸板上剪一个小孔，让离心试管的尖嘴部分恰好能插进小孔。(3)将少许CH3COOH加入离心试管中，以不超过尖嘴部分为宜。(4)用天平分别称取10g的NH4Cl和20g的Ba(OH)2•8H2O，倒入烧杯中，并充分混合。(5)将厚纸板盖在烧杯上，将离心试管从纸板小孔插入烧杯的混合物中。(6)待离心试管中的CH3COOH完全凝固，取出离心试管，让学生仔细观察并用手触摸。
4.几点说明。(1)让CH3COOH发生凝固，现象十分明显，学生可亲身感受到吸热反应而导致的温度降低。(2)整个反应体系处于密闭环境中，避免了反应生成NH3而造成环境污染[2]。(3)在烧杯中将NH4Cl和Ba(OH)2•8H2O混合时要迅速搅拌充分。(4)所选CH3COOH必须纯净，用量不能太多。(5)离心试管中的CH3COOH液面应低于烧杯中固体混合物的高度。
二、选用饮水杯探究吸热反应
1.实验原理。Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl发生吸热反应，导致温度计的读数不断下降，反应产生的NH3被蘸有酚酞试液的棉花检验并吸收。
2.实验用品。实验装置如图2、图3所示。实验材料：铁架台、型号不同的饮水杯、试管、温度计、玻璃棒、酒精灯、棉花、细铁丝、药匙、纸槽、酚酞试液、水等，适量NH4Cl，Ba(OH)2•8H2O。
3.实验操作。(1)在大水杯底部剪一个与大试管口直径差不多大的孔，再在小水杯底部中间位置用烧红的玻璃棒烫一个与温度计直径差不多大的孔(便于铁丝搅拌)，最后在这个孔的旁边再剪一个松紧合适的小孔。(2)取一支笔杆，将细铁丝一端绕成螺旋状，即做成了一个自制搅拌器。(3)将自制搅拌器和温度计插入试管的底部，并让温度计中的水银部位伸入搅拌器的螺旋中。(4)用天平称取4g的NH4Cl固体和8g的Ba(OH)2•8H2O(将晶体研细)，再分别用纸槽将两种固体送到试管底部，将螺旋管覆盖(方便搅拌)，再把试管直立，向固体中加几滴水。(5)将试管竖直从大烧杯底部的孔中穿过(水杯口向下)，使试管口高出水杯底部约2cm，再用铁架台把试管固定，再在大烧杯底部试管口放适量棉花，滴加几滴酚酞试液。(6)将大试管的自制搅拌器的上端与温度计分别穿过小水杯底部的小孔(水杯口向下)，让小水杯与大水杯紧紧扣在一起。(7)分别左右转动和上下抽动自制搅拌器，使试管中的固体充分反应，稍后会看到温度计示数不断下降，湿棉花变红。
4.几点说明(1)此实验方案的材料易得，水杯、铁丝、棉花等都是生活中常见的物品。(2)湿棉花用来吸收反应产生的NH3，避免了环境污染。(3)温度计指示反应过程中的温度变化情况，使得实验结果更具说服力。
三、选用密实袋探究吸热反应
1.实验原理。打开密实袋上的活结，让药品充分接触，稍后触摸会感到明显变凉，温度计上的示数不断下降，滴有酚酞试液的试纸逐渐变红。
2.实验用品。实验装置如图4所示。
3.实验操作。(1)用天平称取10g的Ba(OH)2•8H2O，将其在研钵中研细，装入密实袋中，用细线将密实袋口三分之一处扎紧。用天平称取5g的NH4Cl，也装入袋中，封紧袋口。(2)取一条滤纸，在滤纸条上滴3滴酚酞试液，将密实袋的密封条打开，用胶水将滤纸条粘在袋口附近的内壁上，重新封好袋口。(3)将细线解开，观察滤纸条上的颜色由无色变为红色，用手从袋外握住药品，让药品充分接触。(4)记下温度计里的原始读数，当感觉到袋子逐渐变凉时，松开手，让袋中的物质将温度计包裹住，待温度计里的示数不再改变时，读取数据。(5)将袋口稍稍解开，用手轻轻在袋口扇动，闻一下气味，立即重新将袋口封住。
4.几点说明。(1)此方案操作简便、节省时间，选择密实袋便于随时打开和关闭袋口，且空间大、实验过程中产生的污染物方便在课后处理。(2)所需试剂少，现象十分明显，成功率几乎为100%。由于密实袋是透明的，所以不到半分钟就能看到滤纸变红，一分钟内就能感觉到袋子变凉，两分钟内温度就能下降20℃左右。(3)整个实验在密闭环境中进行，生成的NH3不会逸出。
四、选用自制玻璃管探究吸热反应
1.实验原理。Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应，吸热导致试管变凉，将两端封闭的玻璃管下移，露出玻璃管中的小孔，让NH3被小孔中的CH3COOH充分吸收。
2.实验用品。实验装置如图5所示。实验材料：天平、药匙、酒精喷灯、玻璃管、单孔橡皮塞、试管、注射器、脱脂棉等，适量CH3COOH，NH4Cl，Ba(OH)2•8H2O。
3.实验操作。(1)用酒精喷灯把长短适中的细玻璃管的两头加热，使之熔化成为两端密封的细玻璃管，再用酒精喷灯在管身三分之一处喷出一个小孔，然后将其插入一个单孔橡皮塞中。(2)用注射器抽取1mL的CH3COOH，注入密封细玻璃管的小孔中，再将该玻璃管下移，使其小孔藏在橡皮塞中。(3)取一个与橡皮塞匹配的试管，加入8g的NH4Cl和16g的Ba(OH)2•8H2O，然后立即用插有密封细玻璃管的橡皮塞塞紧试管口。(4)将试管轻轻摇晃，使药品充分反应，发现白色晶体逐渐变为糊状，用手摸试管外壁，感觉到冰凉。(5)将密封细玻璃管下移，让玻璃管中的小孔从试管中露出，使NH3被CH3COOH充分吸收。(6)取下橡皮塞，用脱脂棉把密封玻璃管外的糊状物擦去，发现密封细玻璃管中的CH3COOH结成的冰粘在玻璃管底部，将玻璃管上下翻转，凝结成冰块的CH3COOH不会掉下来。
4.几点说明(1)该实验装置简单、轻便、现象也很明显[3]。(2)反应生成的NH3被CH3COOH充分吸收，避免了对环境的污染。
参考文献
[1]李盛宣,陈勇,黄义丽,等.吸热反应的优化方案设计[J].实验教学与仪器,2015(1):36-37.
[2]肖春琳,廖钫.吸热反应演示实验的装置改进[J].教育装备与研究,2016(12):51-52.
[3]包子民.吸热反应演示实验的改进[J].化学教育,2011(4):65.
作者:耿元元 单位:江苏省南通市东方中学