二氧化碳性質實驗整合的優化教學

摘要：任何科目的學習都有系統性和規律性，在初中化學的學習中，各種氣體物質的性質學習都是大同小異，具有相似性，掌握常見氣體性質的學習方法，就能拓展到其他氣體性質的學習過程中。本文以二氧化碳為代表，探討了怎么學習它的性質以及如何通過實驗的整合將這塊知識更完整、更系統的呈現給學生。

關鍵詞：實驗；改進；二氧化碳

化學作為學生初三年剛接觸的新科目，學生普遍對它具有好奇心；且初中化學常常有很多貼近生活的有趣小實驗，這些如魔術般呈現出來的實驗現象也常吸引學生們的眼球，激發了他們的學習興趣以及求知的欲望。隨著對化學的了解加深，以及對實驗的接觸，學生能夠通過實驗簡單的描述出實驗現象。但對于一節課中有限的時間內要進行大量的實驗操作且還要時間對實驗現象進行思考和分析顯得力不從心。在《二氧化碳性質》實驗中，如果對實驗加以整合和改進，則可讓學生有更多的時間進行實驗操作，同時還可以對實驗現象進行深入的分析。

人教版九年級上冊初中化學課本第六單元課題三《二氧化碳和一氧化碳》的第一課時“二氧化碳的性質”，筆者在教學的過程中發現有如下這幾個問題：1. 該性質實驗需要用到較多量的二氧化碳氣體，教師需要課前提前準備，但對于同時教授三個平行班的教師，則需要一下子制備更多的氣體，隨著時間流逝，氣體會逸散掉，使得后面班級的實驗受影響；2. 在實驗6-3中，教師有時會因為傾倒方式的不正確或實驗前瓶內氣體的流失而造成實驗失??；3. 二氧化碳與水反應的實驗中，操作過于繁瑣，用時過長；4. 實驗多，留給學生動手實驗和思考的時間較少。對此，筆者進行了以下改進。

一、 實驗目的

驗證：二氧化碳能跟澄清的氫氧化鈣溶液反應；二氧化碳密度比空氣密度大；二氧化碳不具有可燃性也不具有助燃性；二氧化碳會和水反應。

二、 實驗儀器及試劑

儀器和用品：50mL醫用注射器1支，三通玻璃管1支，錐形瓶、帶導管的橡膠塞，膠皮管，橡膠塞，鐵架臺（帶鐵夾）1個，玻璃棒1根，燒杯2個，噴瓶，藍色石蕊試紙，火柴，酒精燈，升降臺。

藥品：稀鹽酸、塊狀的石灰石、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蒸餾水。

三、 實驗操作及方法設計

1. 連接針筒和錐形瓶、三通玻璃管制成一個二氧化碳的制取裝置。往錐形瓶中加入石灰石，推動針筒的活塞向錐形瓶中加入稀鹽酸。

2. 將三通管上端塞上橡膠塞，將氣體通入裝有澄清石灰水的燒杯內（驗證氣體是二氧化碳）。

3. 將氣體通入裝有蒸餾水的燒杯內。再往該燒杯內滴入紫色石蕊溶液。（紫色石蕊溶液變紅。）

4. 在玻璃棒的上、中、下部分別貼上一條藍色石蕊試紙，上下兩條藍色石蕊試紙潤濕，中間藍色石蕊試紙保持干燥。取下三通管上端的橡膠塞，將玻璃棒由上而下伸入到三通管內部。觀察到玻璃棒下端濕潤的藍色石蕊試紙變紅，其他試紙均不變色。（最上層和中間的試紙不變色說明單獨的二氧化碳和水均不能使石蕊試紙變色，最下層的試紙變色說明二氧化碳和水反應生成新的物質使石蕊試紙變色。同時證明二氧化碳的密度比空氣大。）

5. 取出玻璃棒放置在空氣中，很快觀察到變色的試紙恢復成原來的顏色。（說明這種新物質不穩定，易分解。）

6. 在三通管的上下兩個端口分別放上兩根燃著的小木條，發現上端口的木條熄滅掉。（說明二氧化碳不具有可燃性也不具有助燃性，同時拋給學生一個問題“為何二氧化碳的密度比空氣大，這個實驗中卻是上層的木條先熄滅”，說明什么問題以及在火災現場要如何逃生。）

四、 實驗改進的優點

1. 將分散的幾個小實驗整合在一起，使實驗整體性更強，特別是與水反應的這個實驗設計，縮短了實驗操作時間，同時使實驗更好操作更簡便。

2. 針筒可以控制反應進行，氣體發生裝置的改變拓展學生的思維。

3. 三通管的使用使實驗操作更簡單，效果更直觀。

4. 節約藥品，課前無需制備大量氣體，對于同時進行多個平行班的教學較為有利。

五、 實驗改進過程中的反思

改進實驗中，其他操作都較為簡便而且實驗現象明顯，用時短。但改進實驗的其中一個目的是為了防止氣體流失造成滅火實驗操作失敗，實際在改進實驗過程中，在三通管的上下兩端分別放有燃著的木條，想進一步證明二氧化碳不具有可燃性和助燃性且密度比空氣大，理論上實驗現象應該是下面小木條先熄滅，上面小木條后熄滅；但實際操作中，發現實驗現象是上面的木條先熄滅，而下面的木條繼續燃燒。出現該現象的原因是下層木條在燃燒的過程中產生很多熱量，熱量使得二氧化碳的氣體密度變小，二氧化碳往上飄，所以上層的木條先熄滅。

另一實驗是將三通管的上端堵住，將下端伸入放有一高一低燃著蠟燭的燒杯內，該操作能看到的現象是下端的蠟燭熄滅掉，但是上層的蠟燭很難熄滅。這是由于三通管管徑小，難以同時產生較多量的二氧化碳氣體，再加上敞口的燒杯使得產生的二氧化碳逸出到空氣中，所以實驗現象也不明顯。

第三個實驗是將三通管的上端堵住，下端改用燃著的火柴來做實驗，實驗可成功可失敗，成功的可能原因是得讓小火柴的火焰非常小使得二氧化碳不會往上飄，但是這個火焰不好控制，一沒控制好，實驗就失敗了。

所以在實際教學中，調整了教學設計，先驗證二氧化碳的密度比空氣大，再驗證二氧化碳不具有助燃性和可燃性。由實驗操作6“在三通管的上下兩個端口分別放上兩根燃著的小木條，發現上端口的木條熄滅掉”，拋給學生一個問題為何二氧化碳的密度比空氣大，這個實驗中卻是上層的木條先熄滅，說明什么問題以及在火災現場要如何逃生，起到一舉兩得的效果。

作者簡介：

王藝鳳，福建省漳州市，漳州三中。