二氧化碳性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

龍運(yùn)芝

【摘要】在近幾年的教育改革中，教育部加大對(duì)學(xué)生思維能力和動(dòng)手能力的考察。本文中主要介紹了對(duì)九年級(jí)化學(xué)中的二氧化碳性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，能夠更直觀的反應(yīng)其性質(zhì)，更加簡便的操作也增加了課堂的樂趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)樂趣。

【關(guān)鍵詞】二氧化碳性質(zhì);實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新;課堂

對(duì)于初中生在日常生活中對(duì)二氧化碳只不過是一些淺顯的認(rèn)識(shí)，只能通過本能的想像，比如大部分學(xué)生知道溫室效應(yīng)，但卻不知道是二氧化碳的什么性質(zhì)引起的。然而只有當(dāng)他們?cè)谡嬲佑|到了化學(xué)時(shí)，才會(huì)知道二氧化碳在常溫下是無色無味氣體，密度比空氣大等等性質(zhì)，但是在學(xué)習(xí)這節(jié)課時(shí)，經(jīng)驗(yàn)豐富教師都會(huì)在課堂進(jìn)行對(duì)二氧化碳性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究（如二氧化碳傾倒實(shí)驗(yàn)和二氧化碳和水互溶實(shí)驗(yàn)）以便學(xué)生更加直觀的了解其性質(zhì)，增加對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)熱情。在進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，難免會(huì)發(fā)生不可預(yù)料的場面，如傾倒二氧化碳時(shí)失誤造成上方蠟燭先熄滅，玻璃蓋沒有密閉好而造成漏氣現(xiàn)象還需重新收集。這些情況會(huì)耽誤大量課上時(shí)間，因此，為了避免以上情況出現(xiàn)，本文在結(jié)合二氧化碳的性質(zhì)后對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論上創(chuàng)新。

一、二氧化碳的性質(zhì)

（一）化學(xué)性質(zhì)

二氧化碳身為生活中最常見碳氧化合物之一，是一種無機(jī)物，不可燃燒，通常也不支持燃燒，低濃度時(shí)無毒性。它也是碳酸的酸酐（初中不常接觸），屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合價(jià)為+4價(jià)，處于碳元素的最高價(jià)態(tài)，故其具有氧化性（但氧化性不強(qiáng)）而無還原性。二氧化碳可以溶于水并和水反應(yīng)生成碳酸，而不穩(wěn)定的碳酸容易分解成水和二氧化碳;一定條件下，二氧化碳能與堿性氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽。初中化學(xué)不會(huì)深入研究，所以在本文改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生們會(huì)掌握初中常見的涉及二氧化碳常見化學(xué)性質(zhì)，如不可燃燒、不支持燃燒、會(huì)與水反應(yīng)生成碳酸和使紫色石蕊變?yōu)榧t色。

（二）物理性質(zhì)

二氧化碳的化學(xué)式為CO2，化學(xué)式量為44.0095。常溫常壓下是一種無色無味或無色無嗅（嗅不出味道）而略有酸味的氣體，也是一種常見的溫室氣體，還是空氣的組分之一（占大氣總體積的0.03%-0.04%）。二氧化碳的沸點(diǎn)為-78.5℃，熔點(diǎn)為-56.6℃，密度比空氣密度大（標(biāo)準(zhǔn)條件下），溶于水和烴類等多數(shù)有機(jī)溶劑。在本文中會(huì)涉及二氧化碳的密度大于空氣和水互溶的物理性質(zhì)。

二、 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

拿住塑料瓶，固定在桌子上，然后用酒精燈灼燒玻璃管，在塑料瓶中間開一個(gè)與玻璃噴嘴一樣大小的孔，上下等距切割，用玻璃管插入三個(gè)小孔，接著調(diào)節(jié)不同高度的蠟燭，放在側(cè)管口下方。中心管與另一根錐形玻璃管相連，另一根玻璃管相連。錐形瓶中裝有石灰石，分液漏斗中裝有稀鹽酸。分液漏斗可以控制稀鹽酸的流速。將一個(gè)大試管包裹在 3 張干燥的紫色石蠟紙中，噴上稀醋酸，保持中心干燥并用水潤濕底部。

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，在包裹試管外壁的三張紫色石蠟紙頂部噴稀醋酸，底部噴水，保持中心干燥。比較三者，然后將它們放入塑料瓶中。然后點(diǎn)燃不同位置的兩根蠟燭，并使它們靠近與這些位置匹配的孔。打開分液漏斗上的旋鈕，觀察立即產(chǎn)生的氣體。一旦氣體進(jìn)入最左邊的 塑料瓶，我們可以： 找到底部 首先關(guān)閉蠟燭。此時(shí)，用夾子夾住試管底部使底部閉合，觀察頂部蠟燭和紫色石蠟紙的變化。

該實(shí)驗(yàn)主要在單個(gè)實(shí)驗(yàn)中改進(jìn)了對(duì)多種二氧化碳特性的研究。這節(jié)省了上課時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)更簡單易操作，并減少了師生之間的距離。除此之外，老師對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了微小的改動(dòng)，將其變成了一個(gè)速率可控的設(shè)備。這使得實(shí)驗(yàn)更加安全可控，減少了實(shí)驗(yàn)問題，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為下端燃燒的蠟燭最先熄滅，其次上端蠟燭熄滅，最后紫色石蕊試紙變?yōu)樯Ｔ诖舜蝿?chuàng)新實(shí)驗(yàn)所包含的化學(xué)性質(zhì)有：二氧化碳的不助燃性、不可燃性、易溶于水、密度比水大，能與水結(jié)合后形成稀醋酸（易分解，實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)現(xiàn)其反應(yīng)反應(yīng)方程式為CO2+ HO2= H2CO3），稀鹽酸可以與石灰石反應(yīng)生成二氧化碳（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ）

三、總結(jié)

（一）改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的成功率高

對(duì)于向下傾倒二氧化碳實(shí)驗(yàn)來說，下部分蠟燭先熄滅，更具有說服力同時(shí)，又增加了實(shí)驗(yàn)的成功率。而相比于課本實(shí)驗(yàn)中的發(fā)生裝置用長頸漏斗替換為分液漏斗有效控制了反應(yīng)的速率，避免了收集二氧化碳時(shí)的失誤。避免課堂出現(xiàn)類似收集裝置漏氣等實(shí)驗(yàn)失誤，教師爭取課堂時(shí)間。

（二）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)利于學(xué)生的操作

將課本上用紫色石蕊小花的對(duì)照實(shí)驗(yàn)的多個(gè)步驟減少為三個(gè)降低了實(shí)驗(yàn)難度同時(shí)又避免學(xué)生因烘烤紫色花等問題時(shí)發(fā)生意外，并且熄滅蠟燭和紫色石蕊的變色順序可以更加清晰反應(yīng)二氧化碳具有似水的流動(dòng)性，使二氧化碳多個(gè)性質(zhì)合為一體，更能使學(xué)生充分理解實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生思維更加敏捷。

（三）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)可視性增強(qiáng)

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)通過左側(cè)的塑料瓶旁蠟燭的燃燒情況，上方紫色石蕊變色情況更加清楚明了的反應(yīng)二氧化碳的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)更富有趣味性，更加充分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，增加學(xué)生對(duì)課堂利用的黃金時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

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余利軍. "二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)." 浙江教育技術(shù) 4（2012）.