二氧化碳制取與性質綜合實驗創(chuàng)新設計

摘 要：實驗器材廉價易得，易于制作，操作簡單，現(xiàn)象明顯，CO2的制取和性質有機結合，可用于多個平行班的演示實驗也可以讓學生課下動手做探究實驗，思維獨特，趣味性強。

關鍵詞：二氧化碳熄滅蠟燭 飲料瓶 小塑料瓶 石蕊變紅

初中化學中CO2的制取與性質是一個非常重要的內容，為了更好地培養(yǎng)學生的探究能力，滲透科學研究方法，故對滬教版教材的兩個實驗（傾倒二氧化碳滅火和探究二氧化碳和水反應生成了類似于醋酸的物質）做了一些創(chuàng)新改進。如：傾倒二氧化碳時，稍不留心就會出現(xiàn)上面的蠟燭先熄滅的尷尬場面，另外，一位教師要是上幾個平行班的課，需要帶很多瓶的二氧化碳，集氣瓶都是玻璃的，容易出現(xiàn)危險，而且密閉不好時還會使二氧化碳逸散，而導致CO2濃度變小，造成實驗失敗的后果，而且藥品用量也多。將二氧化碳通入紫色石蕊試液容易產(chǎn)生二氧化碳使紫色石蕊變紅的誤區(qū)。為了彌補教材上的不足，我對教材上的實驗進行了如下的創(chuàng)新設計。

一、創(chuàng)新實驗裝置圖

二、制作及實驗過程

這套裝置有底座、底盤、飲料瓶A、B等組成。A瓶是反應裝置，盛有稀鹽酸，將小藥瓶底部扎上孔，裝上石灰石，用銅絲拴好，插在膠塞上，塞緊膠塞，上下移動銅絲，可以控制二氧化碳的產(chǎn)生和停止。這是重復式實驗裝置。

B瓶是收集裝置，在瓶B上下導管的正前方分別放上高低不同的蠟燭。將一根pvc管上固定三條用紫色石蕊試紙（紫色石蕊試液浸泡過的干燥濾紙），上面一條噴上稀醋酸，濾紙變成紅色，說明醋酸使紫色石蕊試液變紅。中間一條保持干燥，下面一條用水潤濕后仍為紫色，說明水不能使紫色石蕊試液變紅。然后將PVC管放入瓶B中。

首先點燃高低不同的蠟燭，然后將小藥瓶下降，浸入酸中，觀察到瓶中產(chǎn)生大量氣泡。再引導學生注意觀察高低不同的蠟燭的變化。學生會發(fā)現(xiàn)低的蠟燭先熄滅。這時，堵住下導管，引導學生觀察高的蠟燭，高的蠟燭后熄滅，學生經(jīng)過觀察和思考，總結出二氧化碳密度大于空氣，一般情況下不燃燒也不支持燃燒的性質。這樣改進實驗，避免了做階梯蠟燭實驗時，因傾倒不慎，上層蠟燭先熄滅，或因密閉不好，瓶中二氧化碳逸散，導致實驗失敗的尷尬場面。

接著再觀察瓶中的紫色石蕊試紙的變化。發(fā)現(xiàn)中間干燥的紫色石蕊試紙通入二氧化碳后不變色，說明二氧化碳氣體不能使紫色石蕊變色，下層濕潤后的紫色石蕊試紙通入二氧化碳氣體后變紅了，說明二氧化碳與水共同作用使紫色石蕊變紅。因為學生已知醋酸能使紫色石蕊變紅，所以學生很容易推出二氧化碳與水反應生成了類似醋酸的物質即碳酸。用鑷子撕下一小塊下層變紅的石蕊試紙，在酒精燈上加熱，又變紫色，說明碳酸不穩(wěn)定，受熱易分解。這樣改進，通過對比，避免了學生產(chǎn)生二氧化碳氣體使紫色石蕊變紅的誤區(qū)。

二氧化碳還有哪些性質呢？將澄清石灰水倒入瓶中，振蕩，發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，說明二氧化碳還能與澄清石灰水反應。這樣改進，用飲料瓶代替集氣瓶做實驗，安全，輕便且不易碎。

三、裝置的優(yōu)點

1.可以重復制取、收集、檢驗二氧化碳氣體，并驗證二氧化碳的多個性質。既節(jié)約了藥品，又縮短了實驗的時間，提高了課堂效率。

2.實驗現(xiàn)象明顯，操作簡單，成功率高。

3.實驗用品來自于生活用品，多為廢棄物，廉價、易得。例如固定蠟燭的是孩子玩的橡皮泥，通過調節(jié)橡皮泥，可以隨時調節(jié)蠟燭的高低。用來堵塞導管的是橡膠塞打孔后下腳料。石蕊浸泡過的濾紙固定在一段廢棄的PVC管上。這些用品學生很容易得到，學生參與制作，調動了學生的積極性。

這套裝置可拆卸可組裝，輕便，便以攜帶，體現(xiàn)了實驗裝置的實用性，簡約性，循環(huán)性。

四、裝置的不足

為了反應快，實驗現(xiàn)象明顯，所用酸的濃度要大些。若時間過長，向瓶中倒入澄清石灰水，可能石灰水不變渾濁。

參考文獻

[1]趙林強.二氧化碳的性質實驗改進[J].教學儀器與實驗，2007（11）.

[2]李輝，梁承松.二氧化碳性質實驗裝置的改進[J].實驗教學與儀器，2010（6）.

[3]王秀閣.中學化學實驗與創(chuàng)新[M].北京中國石化出版社，2016.

作者簡介

趙冬梅（1974.12—），女，漢族，河北樂亭，大學本科，一級教師，河北省唐山市樂亭縣新戴河初級中學，研究方向：初中化學。