二氧化碳水溶性實驗的趣味化和生活化設計*

鄧明非　王發應

（金沙縣金沙中學　貴州　金沙　551800）

二氧化碳水溶性實驗的趣味化和生活化設計*

鄧明非王發應

（金沙縣金沙中學貴州金沙551800）

利用日常生活用品和廢棄物進行設計，改變了教材實驗方法所需儀器多，操作繁瑣，耗時長的不足。將二氧化碳的產生和收集集于一體，簡化了實驗操作，縮短了實驗時間，增強了實驗的趣味性。

操作簡單；趣味性強；定性檢驗；定量驗證

一、研究背景

教材實驗的不足:

（1）需要組裝二氧化碳氣體發生裝置、檢查裝置氣密性，然后收集氣體，整個實驗過程所用儀器多，操作繁瑣，耗時長。

（2）只能定性說明二氧化碳的溶解性，趣味性不強。

為尋求一種操作簡單，趣味性強的實驗方法，我們查閱了近年來針對二氧化碳性質實驗改進的研究成果，圖1［1］在教材實驗的基礎上，通過噴泉實驗的設計，增強了趣味性，是目前比較優秀的兩個實驗方案，但仍然存在實驗過程所用儀器多，操作繁瑣的不足，而且有的實驗材料不易獲得。

圖1　二氧化碳的制取和性質實驗的微型化一體設計

二、改進方法

針對上述問題，我們經反復試驗后，對其進行了如下改進。

取一支廢棄中性筆芯管，將其靠近蠟燭火焰并慢慢旋轉，待其軟化后拉成尖嘴管，截去尖嘴前端部分，然后在另一端套上一段約20cm長帶開關的輸液管；

取一個完整、密封性好、彈性好的250mL礦泉水瓶（如農夫山泉礦泉水瓶），用鐵釘（或電烙鐵）在瓶蓋中央鉆一個與中性筆芯管外徑大小相當的孔，將上面制成的尖嘴管插入孔中，接觸處用膠水粘牢密封（如圖2A所示）。

往礦泉水瓶內加入約兩勺小蘇打，再加入20mL醋精（如圖2B所示），兩者立即發生反應產生大量氣泡。用燃著的木條在瓶口檢驗，當燃著的木條熄滅時，說明瓶內已充滿二氧化碳氣體。慢慢倒掉瓶內的廢液（如圖2C所示），向瓶內加入約125mL水（如圖2D所示），將帶有尖嘴管的瓶蓋（圖2A）擰緊在瓶口，關閉開關（如圖2E所示）；先提醒學生觀察此時礦泉水瓶的形狀，然后用力振蕩幾下，再讓學生觀察，會發現由于二氧化碳氣體溶解在水中，導致瓶內壓強減小，使礦泉水瓶嚴重變癟（如圖2F所示）；然后將裝置倒轉

圖2　二氧化碳水溶性趣味性實驗設計

過來，將輸液管插入盛有稀紅墨水的大號水杯中，打開開關，由于礦泉水瓶體有較好的彈性，具有恢復原狀趨勢，從而產生較大的吸力，將紅墨水從輸液管中迅速吸入瓶內，從尖嘴管口噴涌而出，形成紅色噴泉（如圖2G所示），當變癟的礦泉水瓶慢慢恢復原狀時，瓶內充滿了淡紅色的液體（如圖2H所示）。

三、改進后的特點

（1）所用器材全為生活常備物品和廢棄物，取材方便，裝置簡單，制作也簡單，實驗成本低，既適合教師課堂演示，也適合學生進行家庭實驗，容易推廣。

（2）將二氧化碳氣體的制取和收集集于一體，省去了制取二氧化碳氣體的裝置，減少了儀器的使用量，不僅簡化了課堂上的實驗操作，縮短了實驗時間，還減輕教師課前準備和課后處理儀器的負擔，進一步降低了實驗成本。

（3）通過噴泉實驗的設計，增強了實驗的趣味性。

（4）不僅完成了教材實驗中定性檢驗二氧化碳的水溶性的實驗，由于在噴泉實驗結束后，礦泉水瓶恢復原狀時，瓶內也充滿了液體，進而定量驗證了二氧化碳在水中的溶解度:一體積水約能溶解一體積的二氧化碳。

［1］趙東洋，焦國芬.二氧化碳制取和性質實驗的微型化一體化設計［J］.化學教育，2008，（11）：57

1008-0546（2015）10-0093-01

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.033

*本文為貴州省2013年教育科學規劃立項課題“低成本化學實驗的開發和利用研究”［課題編號：2013B039］階段性研究成果。