檸檬酸與小蘇打?qū)嶒?yàn)研究

〔摘" "要〕" 本文探討了檸檬酸與小蘇打?qū)嶒?yàn)在小學(xué)科學(xué)教育中的應(yīng)用。通過(guò)詳細(xì)闡述小火箭制作、噴泉實(shí)驗(yàn)、摔炮原理探究、滅火器模擬、吹氣球?qū)嶒?yàn)以及酸堿驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，分析了這些實(shí)驗(yàn)對(duì)激發(fā)小學(xué)生科學(xué)興趣、培養(yǎng)實(shí)踐能力與科學(xué)思維的重要作用，并提出在小學(xué)科學(xué)教育中推廣應(yīng)用此類實(shí)驗(yàn)的建議，旨在為提升小學(xué)科學(xué)教育質(zhì)量提供有益參考。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；檸檬酸；小蘇打；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）14" " 0004-03

小學(xué)科學(xué)教育對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神具有至關(guān)重要的意義。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教育的重要組成部分，能夠以直觀、有趣的方式讓學(xué)生接觸科學(xué)知識(shí)和探究方法。檸檬酸與小蘇打之間的反應(yīng)具有現(xiàn)象明顯、操作相對(duì)安全等特點(diǎn)，適合在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展多種實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

一、檸檬酸與小蘇打的反應(yīng)原理

檸檬酸（C?H?O?）是一種有機(jī)酸，小蘇打（碳酸氫鈉NaHCO?）是一種堿性鹽。當(dāng)它們混合時(shí)，會(huì)發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，化學(xué)方程式為：C?H?O?+3NaHCO?→C?H?O?Na?+3H?O+3CO?。

為了便于小學(xué)生理解我們可以用文字表述反應(yīng)：檸檬酸+小蘇打→二氧化碳+水+檸檬鹽。該反應(yīng)會(huì)迅速產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w，利用這些氣體可以設(shè)計(jì)出一系列有趣且富有教育意義的實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）小火箭發(fā)射實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：塑料飲料瓶（作為火箭箭體）、檸檬酸固體、小蘇打固體、水、滴管、軟木塞、打氣筒、尖嘴導(dǎo)管。

實(shí)驗(yàn)步驟：在塑料瓶中裝入約三分之一的水，然后用滴管向瓶?jī)?nèi)加入適量檸檬酸并搖勻，使檸檬酸溶解。取適量小蘇打固體包裹在衛(wèi)生紙中，扎緊成一個(gè)小包。將包裹好的小蘇打包通過(guò)打氣筒的氣嘴放入塑料瓶?jī)?nèi)，然后迅速用軟木塞塞緊瓶口，軟木塞上連接尖嘴導(dǎo)管。將塑料瓶倒置在空曠場(chǎng)地，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理：小蘇打與檸檬酸溶液接觸后，迅速發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w。氣體在瓶?jī)?nèi)積聚，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時(shí)，便會(huì)將軟木塞和導(dǎo)管沖開，推動(dòng)塑料瓶像火箭一樣向上發(fā)射。這一過(guò)程讓學(xué)生直觀地感受到化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的力量以及反作用力的原理，激發(fā)學(xué)生對(duì)航天科學(xué)等領(lǐng)域的興趣。

（二）噴泉實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：透明玻璃燒瓶、橡膠塞、玻璃導(dǎo)管、檸檬酸溶液、小蘇打溶液、燒杯、紅色墨水（用于染色以便觀察）。

實(shí)驗(yàn)步驟：在玻璃燒瓶中倒入約三分之一的檸檬酸溶液。將玻璃導(dǎo)管一端插入燒瓶?jī)?nèi)接近底部，另一端放入裝有紅色墨水的燒杯中。用橡膠塞塞緊燒瓶瓶口，確保密封良好。通過(guò)橡膠塞上的另一個(gè)小孔，用滴管向燒瓶?jī)?nèi)緩慢滴加小蘇打溶液。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理：當(dāng)小蘇打溶液滴入檸檬酸溶液中時(shí)，兩者反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。氣體在燒瓶?jī)?nèi)不斷增多，使瓶?jī)?nèi)氣壓逐漸增大。當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓大于外界大氣壓時(shí)，就會(huì)將燒瓶?jī)?nèi)的溶液通過(guò)玻璃導(dǎo)管壓入燒杯中，形成噴泉效果。這一實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生理解氣體壓強(qiáng)與液體流動(dòng)的關(guān)系，以及化學(xué)反應(yīng)對(duì)物質(zhì)狀態(tài)變化的影響。

（三）摔炮原理探究實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：檸檬酸晶體、小蘇打晶體、小塑料袋、沙子。

實(shí)驗(yàn)步驟：將少量檸檬酸晶體和小蘇打晶體分別放在兩張紙上。取一個(gè)小塑料袋，先裝入一些沙子，然后將檸檬酸晶體和小蘇打晶體小心地放入塑料袋中，盡量使兩者分開，不要混合。封好塑料袋口，然后用力將塑料袋摔在地上。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理：當(dāng)塑料袋摔在地上時(shí)，袋內(nèi)的檸檬酸晶體和小蘇打晶體混合在一起，迅速發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。由于氣體產(chǎn)生迅速且在密封的塑料袋內(nèi)，氣體的膨脹會(huì)使塑料袋發(fā)出類似摔炮的響聲。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以了解到摔炮的發(fā)聲原理是基于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體導(dǎo)致壓力變化，同時(shí)也能讓學(xué)生明白安全使用化學(xué)物質(zhì)的重要性，因?yàn)樗づ谥泻械幕瘜W(xué)物質(zhì)如果使用不當(dāng)可能會(huì)有危險(xiǎn)。

（四）滅火器模擬實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：塑料瓶（大口）、檸檬酸溶液、小蘇打溶液、蠟燭、打火機(jī)、滴管、細(xì)導(dǎo)管。

實(shí)驗(yàn)步驟在塑料瓶中倒入適量檸檬酸溶液。用打火機(jī)點(diǎn)燃蠟燭，將其放置在塑料瓶瓶口一定距離處。用滴管吸取小蘇打溶液，然后將滴管插入塑料瓶?jī)?nèi)靠近底部，緩慢擠出小蘇打溶液。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理：小蘇打溶液與檸檬酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳?xì)怏w比空氣重且不支持燃燒，會(huì)沿著瓶口向下蔓延，將蠟燭周圍的空氣排擠開，使蠟燭因缺少氧氣而熄滅。這一實(shí)驗(yàn)?zāi)M了滅火器的滅火原理，讓學(xué)生了解到二氧化碳在滅火中的作用，增強(qiáng)學(xué)生的消防安全意識(shí)。

（五）酸堿驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：檸檬酸固體、小蘇打固體、紫色石蕊試液、無(wú)色酚酞試液、多個(gè)試管、滴管、蒸餾水。

實(shí)驗(yàn)步驟：分別取少量檸檬酸固體和小蘇打固體放入兩個(gè)不同的試管中，然后向每個(gè)試管中加入適量蒸餾水，振蕩試管使固體溶解。用滴管吸取紫色石蕊試液，分別滴入裝有檸檬酸溶液和小蘇打溶液的試管中，觀察顏色變化。再用滴管吸取無(wú)色酚酞試液，分別滴入上述兩個(gè)試管中，觀察顏色變化。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理：紫色石蕊試液滴入檸檬酸溶液中會(huì)變紅，滴入小蘇打溶液中會(huì)變藍(lán)。無(wú)色酚酞試液滴入檸檬酸溶液中不變色，滴入小蘇打溶液中變紅。這是因?yàn)闄幟仕崾撬嵝晕镔|(zhì)，能使紫色石蕊試液變紅，而小蘇打是堿性物質(zhì)，能使紫色石蕊試液變藍(lán)，使無(wú)色酚酞試液變紅。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到酸堿指示劑的作用以及如何利用它們來(lái)鑒別酸性和堿性物質(zhì)，初步建立酸堿的概念。

（六）吹氣球?qū)嶒?yàn)

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：氣球、小蘇打固體、檸檬酸溶液、飲料瓶。

實(shí)驗(yàn)步驟：先將適量小蘇打固體倒入氣球中。在飲料瓶中倒入適量檸檬酸溶液。將氣球口套在飲料瓶瓶口上，確保密封良好。提起氣球，使氣球內(nèi)的小蘇打倒入飲料瓶中，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理：小蘇打倒入檸檬酸溶液后，兩者反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。氣體進(jìn)入氣球，使氣球逐漸膨脹起來(lái)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生清楚地看到化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體可以使物體體積增大，同時(shí)也能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的期待和參與度。

三、實(shí)驗(yàn)分析和拓展應(yīng)用

（一）實(shí)驗(yàn)取材方便

檸檬酸和小蘇打可以在超市或者蛋糕店買到，其中檸檬酸也可以用白醋等代替。在用白醋代替的過(guò)程中，可以講解檸檬酸和白醋都是酸，小蘇打是堿，這個(gè)反應(yīng)就是酸堿中和反應(yīng)，其結(jié)果產(chǎn)生水和二氧化碳。其他材料可以用廢舊紙盒加剪刀裁剪和膠槍黏合完成。

（二）拓展應(yīng)用

教師在講解中強(qiáng)調(diào)，兩種液體混合能夠迅速產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w。教師提問：前面六個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)男┦抢昧搜杆佼a(chǎn)生氣體的原理？學(xué)生回答，火箭制作、噴泉實(shí)驗(yàn)、吹氣球?qū)嶒?yàn)。教師又問：滅火器模擬是嗎？學(xué)生在疑惑的時(shí)候，教師解釋道，它們反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量的氣體所以會(huì)噴射出來(lái)，這種氣體能否燃燒？學(xué)生說(shuō)不能。教師解釋：不但不能燃燒還能阻止燃燒，這個(gè)氣體就是二氧化碳。教師又問摔炮是不是利用了大量氣體產(chǎn)生的原理呢？學(xué)生：不清楚。教師：產(chǎn)生的大量的氣體如果出不來(lái)，在狹小的空間中多到一定程度時(shí)候會(huì)怎樣？學(xué)生：會(huì)爆炸。教師：對(duì)，這就是摔炮原理。這個(gè)反應(yīng)劇烈還是緩慢？學(xué)生說(shuō)：劇烈。如果兩個(gè)粉末混合后，反應(yīng)是否劇烈？所以將它們制成溶液混合反應(yīng)才會(huì)更劇烈。這樣，反應(yīng)程度、反應(yīng)條件在師生的討論中使學(xué)生更容易理解。教師：酸堿驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是利用了酸堿遇到石蕊和酚酞的顏色變化現(xiàn)象。我們利用快速產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w的現(xiàn)象還能創(chuàng)造什么樣的作品呢？學(xué)生：游泳的簡(jiǎn)易求生裝置。將兩種液體裝到救生腰帶上，游泳時(shí)，捏碎液體混合后，反應(yīng)氣體充滿腰帶形成救生圈。學(xué)生：能否做一個(gè)老人防摔倒裝置，快摔倒時(shí)，產(chǎn)生大量氣體充滿頭套保護(hù)頭部。學(xué)生：做一個(gè)噴氣裝置，讓船快速行走。學(xué)生：汽水里面的氣體是不是也是這樣制作出來(lái)？教師：大家有興趣，下課后可以搜索檸檬酸和小蘇打各類小實(shí)驗(yàn)。整個(gè)過(guò)程師生思維活躍，激發(fā)了學(xué)生的興趣和創(chuàng)造欲望。最后教師用思維導(dǎo)圖展示如下。

lt;F：＼小學(xué)科學(xué)2025-14期377＼圖片1.jpggt;[檸檬酸與小蘇打?qū)嶒?yàn)][小火箭制作][噴泉實(shí)驗(yàn)][滅火器模擬][摔炮原理探究][吹氣球?qū)嶒?yàn)][檸檬酸+小蘇打→二氧化碳+水+檸檬鹽][原理][酸堿驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)][簡(jiǎn)易救生圈][酸堿性質(zhì)][老人防摔裝置][創(chuàng)新拓展][小船動(dòng)力]

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在小學(xué)科學(xué)教育中的意義

（一）激發(fā)科學(xué)興趣

這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象豐富多彩，如小火箭發(fā)射的壯觀、噴泉的奇妙、氣球的膨脹等，都能極大地吸引小學(xué)生的注意力，激發(fā)他們對(duì)科學(xué)探究的好奇心和興趣。讓學(xué)生在趣味實(shí)驗(yàn)中感受到科學(xué)的神奇魅力，從而主動(dòng)參與科學(xué)學(xué)習(xí)中，也將科學(xué)的種子埋在了學(xué)生的心里。

（二）培養(yǎng)實(shí)踐能力

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)器材，如滴管的使用、固體藥品的取用、容器的組裝等，這些操作技能的訓(xùn)練有助于提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中還需要觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察力、記錄能力和分析問題的能力。

（三）發(fā)展科學(xué)思維

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的探究和理解，學(xué)生能夠建立起化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)性質(zhì)、物理現(xiàn)象（如壓強(qiáng)、力等）之間的聯(lián)系，培養(yǎng)邏輯思維能力。例如在小火箭發(fā)射實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要理解化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體推動(dòng)火箭發(fā)射是基于作用力與反作用力的原理，酸堿變色實(shí)驗(yàn)，觀察到了酸堿中和的變色關(guān)系，從而使學(xué)生的科學(xué)思維得到拓展和深化。

（四）增強(qiáng)安全意識(shí)

在摔炮原理探究實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論摔炮在生活中的危險(xiǎn)性以及如何正確使用化學(xué)物質(zhì)，避免因不當(dāng)操作引發(fā)危險(xiǎn)。在滅火器模擬實(shí)驗(yàn)中，也可以向?qū)W生普及消防安全知識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)安全意識(shí)，學(xué)會(huì)自我保護(hù)。

五、結(jié)語(yǔ)

（一）結(jié)論

檸檬酸與小蘇打反應(yīng)的系列實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)教育中具有不可替代的作用。多樣化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能夠從多個(gè)方面促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升，為學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）建議

教師培訓(xùn)。學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)科學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)，以這個(gè)實(shí)驗(yàn)為入口，讓教師深入了解檸檬酸與小蘇打?qū)嶒?yàn)的原理、操作要點(diǎn)和教學(xué)方法，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)資源整合，開發(fā)校本教材。整合實(shí)驗(yàn)材料資源，確保實(shí)驗(yàn)材料的充足供應(yīng)。同時(shí)，可以編寫專門的校本教材，以檸檬酸與小蘇打?qū)嶒?yàn)作為重點(diǎn)內(nèi)容納入其中，可以將以上文中介紹實(shí)驗(yàn)和火山噴發(fā)、變色的小花、汽水制作等，以及學(xué)生的拓展作品整合為學(xué)?？萍紝?shí)驗(yàn)手冊(cè)，為教師教學(xué)和科技社團(tuán)開展活動(dòng)提供便利。

家校合作。鼓勵(lì)家長(zhǎng)在家與孩子一起進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的檸檬酸與小蘇打?qū)嶒?yàn)，如吹氣球?qū)嶒?yàn)等，將科學(xué)教育延伸到家庭中，鞏固學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的科學(xué)知識(shí)，營(yíng)造良好的家庭科學(xué)教育氛圍。

綜上所述，充分利用檸檬酸與小蘇打反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)開展小學(xué)科學(xué)教育，能夠有效提高小學(xué)科學(xué)教育的質(zhì)量和效果，值得在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中廣泛推廣應(yīng)用。

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