初中化學實驗研究與設計

一、問題提出

二氧化碳的性質實驗講述在人教版初中化學上冊117頁至121頁。125頁實驗活動2，進一步鞏固了學生對二氧化碳實驗制取與性質實驗的動手動腦能力。在此，教學大綱對二氧化碳氣體的性質實驗引起足夠重視，其中二氧化碳滅火的實驗，說明了二氧化碳的密度比空氣大，且能像水一樣從一個容器傾倒入另一個容器，說明了二氧化碳氣體的流動性較好。筆者根據這一特點將二氧化碳的性質實驗進行整合和改進，對于初中學生復習和鞏固二氧化碳的性質有所幫助，效果較好。

二、實驗儀器及藥品

1.實驗儀器：鐵架臺（鐵圈、鐵夾）、蛋蛋卷塑料杯（以下簡稱塑料杯）、玻璃管、止水夾、膠皮管、集氣瓶、礦泉水塑料瓶（以下簡稱塑料瓶）、注射器、小試管、階梯白鐵皮架、火柴、膠頭滴管。

2.實驗藥品：二氧化碳氣體、蠟燭、蒸餾水、澄清石灰水、濕潤紫色石蕊試紙、干燥紫色石蕊試紙、紫色石蕊溶液、無色酚酞溶液。

三、儀器安裝

在自制塑料杯底部打一小孔，插入一小段玻璃管，另一根玻璃管插入塑料瓶中，中間套上膠皮管并夾上止水夾“1”。塑料杯內白鐵皮階梯上放兩小段蠟燭，燒杯口內外用固體膠貼上濕潤的紫色石蕊試紙，便于對照。塑料瓶內放一支小試管，小試管內倒入1～2毫升滴有無色酚酞溶液的澄清石灰水，玻璃管上部也同樣用固體膠貼上干燥紫色石蕊試紙、濕潤紫色石蕊試紙，便于觀察二氧化碳是否收集滿及干、濕紫色石蕊試紙遇二氧化碳顏色變化。在塑料瓶的右上部插入一支已裝有10 mL紫色石蕊溶液的注射器，塑料瓶左上部插入一根帶止水夾“2”的玻璃管用于排氣，接口之間涂上凡士林。（見圖1）

四、實驗步驟及現象

1.先收集兩瓶二氧化碳氣體備用（見圖2）。用火柴點燃蠟燭（見圖3），將集氣瓶中盛有的二氧化碳氣體沿塑料杯內壁倒入，二氧化碳從杯底把空氣往上排，可觀察到燃著的蠟燭由下而上依次熄滅。同時塑料杯口內壁的濕潤紫色石蕊試紙變紅色，說明塑料杯內二氧化碳已經收集滿，而塑料杯口外濕潤的紫色石蕊試紙不變色，由此可以說明二氧化碳可以像水一樣傾倒，從一個容器流到另一個容器，也說明二氧化碳的密度比空氣大，二氧化碳既不能燃燒，也不能支持燃燒。

2.打開止水夾“1”和“2”，二氧化碳流入塑料瓶中，小試管內滴有無色酚酞溶液的澄清石灰水由紅色逐漸變成乳白色，待塑料瓶內玻璃管上部貼的濕潤紫色石蕊試紙變成紅色，干燥紫色石蕊試紙不變色，說明二氧化碳已經盛滿。關閉止水夾“2”，從塑料杯中取出階梯白鐵皮架，倒入塑料瓶約1/3體積的水，關閉止水夾“1”，振蕩或用手指輕彈塑料瓶幾下，可觀察到塑料瓶變癟。用注射器注入一部分紫色石蕊溶液2～3毫升（注：注射器內剩余部分紫色石蕊溶液作為對照），塑料瓶內溶液變為紅色。

3.打開止水夾“1”或“2”，塑料瓶恢復原樣。實驗結束后，將塑料瓶內剩余的紅色溶液倒入試管中微熱，剩余溶液又變為紫色。

五、二氧化碳性質實驗改進的優點

1.便于學生復習二氧化碳的性質實驗。通過此實驗現象，學生對二氧化碳性質實驗知識得到鞏固和提高，對舊知識復習產生聯想和知識遷移，如：塑料瓶中二氧化碳分子通過運動，進入小試管中與澄清石灰水發生化學反應，與第三單元課題1：分子和原子的知識相聯系，豐富了學生對二氧化碳實驗現象的認知能力，開闊了學生的知識視野，增強了學生對二氧化碳性質實驗的整合產生知識聯想，學生記憶重現。

2.此實驗中使用了生活中常用的塑料瓶和醫療上常用的注射器，能夠引導學生在實驗室內外實驗，儀器缺乏時，可以尋找代用品進行實驗；也可以教育學生在進行化學實驗時，避免實驗儀器損壞。使用塑料制品代替玻璃儀器，利于貧困鄉村薄弱學校儀器缺乏時開展正常的化學教學實驗，培養學生動手動腦能力，提高鄉村學校化學教學質量，同時促進學生低碳理念意識，對環境保護起宣傳作用，也教育了學生對白色垃圾不要燒掉，以免產生對環境污染的氣體。大量二氧化碳的排放會對地球產生溫室效應，使環境遭到進一步惡化，對生態平衡造成一定的影響，因此，教師應要求學生將白色垃圾進行回收再利用，變廢為寶。

3.通過二氧化碳的流動性特點，可以教育學生不要在低凹地帶或進入溶洞底部玩耍，以防因缺氧窒息而丟掉性命。

4.此實驗綜合性較強，知識點較多，內容豐富。采用了濕潤紫色石蕊試紙、干燥紫色石蕊試紙、紫色石蕊溶液、無色酚酞溶液、使各容器內部具有不同的顏色變化。蠟燭的熄滅、塑料瓶變癟、澄清石灰水變色，豐富了學生視覺感官，增強了學生對知識的記憶效果。此實驗使用藥品廉價，用量少，對二氧化碳的物理、化學性質具有綜合性闡述，紅紫顏色間的相互變化，使學生妙趣橫生，活躍了課堂氣氛，效果尤佳。

作者簡介：吳必書（1965—），男，漢族，云南省昭通市人，大專學歷，中小學高級教師，主要研究初中化學。

編輯 段麗君