二氧化碳滅火實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

姚俊春

〔關(guān)鍵詞〕 滅火實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新設(shè)計(jì);存在不足;解決辦法;實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

〔中圖分類號(hào)〕 G633.8〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C

〔文章編號(hào)〕 1004—0463(2009)10(B)—0055—01

2003年科學(xué)出版社-廣東教育出版社出版的“義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書”《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第143頁(yè)的探究活動(dòng)【實(shí)驗(yàn)5-5】演示的是二氧化碳滅火裝置,第144頁(yè)【實(shí)驗(yàn)5-8】演示的是二氧化碳的制備與收集裝置。該演示實(shí)驗(yàn)雖然裝置簡(jiǎn)易,操作簡(jiǎn)便,現(xiàn)象明顯,卻也有些不足之處。針對(duì)于此,筆者采取對(duì)策,經(jīng)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)證明,效果非常理想,現(xiàn)介紹如下。

1.存在不足

(1)演示【實(shí)驗(yàn)5-5】時(shí)成功率很難達(dá)到100%;

(2)二氧化碳的制備與滅火不能同時(shí)進(jìn)行;

(3)制得的二氧化碳不便于儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

2.解決辦法

第一套設(shè)計(jì)方案

(1)自制實(shí)驗(yàn)裝置。回收一支30 mL的塑料針管,在針管內(nèi)的上部安放一個(gè)側(cè)面割有4個(gè)三角開口(供稀鹽酸上下流動(dòng))的橡膠活塞,去掉針頭,連接一個(gè)長(zhǎng)約20 cm帶有開關(guān)的塑料管(可回收醫(yī)用吊瓶上的塑料管),制作成一個(gè)可控的制氣裝置,我們稱它為微型簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器(圖1)。

將微型簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器豎放在500 mL燒杯(或1250 mL飲料瓶剪去瓶口部分)旁,塑料管伸入到燒杯底部,并用膠帶固定。燒杯內(nèi)放兩支長(zhǎng)短不等的小蠟燭,即可組成一個(gè)簡(jiǎn)易的二氧化碳滅火實(shí)驗(yàn)演示裝置。

(2)演示操作。①將4 g大理石或石灰石放入針管內(nèi),用隔斷活塞慢慢推到針管的10 mL刻度處,再將帶有推桿的活塞(活塞周圍涂有少量凡士林潤(rùn)滑)推到20 mL刻度處。另用5 mL的塑料針管吸取5 mL稀鹽酸(1∶1),拔掉微型簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器上的塑料管后,將針頭插入隔斷活塞側(cè)面的三角孔內(nèi),于兩活塞中間部位注入鹽酸,保證稀鹽酸和石灰石不接觸。套緊塑料管,打開塑料管上的開關(guān),點(diǎn)燃放置在燒杯內(nèi)的兩支蠟燭。向下壓針筒使稀鹽酸與石灰石接觸,反應(yīng)馬上開始,須臾便可以看到蠟燭火焰自下而上依次熄滅(圖2)。關(guān)閉開關(guān),反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w使針筒內(nèi)壓力增大,針筒自動(dòng)向上滑動(dòng),石灰石與稀鹽酸分離開,反應(yīng)自動(dòng)停止。② 若要重復(fù)演示,只須打開開關(guān),向下壓針筒就可以了。同時(shí),此裝置還可以進(jìn)行二氧化碳的驗(yàn)滿、觀察顏色、檢驗(yàn)酸堿性、通入到澄清的石灰水中等各項(xiàng)操作。③ 若要儲(chǔ)存二氧化碳?xì)怏w,只需將塑料管接在壓扁的吊袋(醫(yī)療用的一次性輸液器,并帶有開關(guān))口上即可。

第二套設(shè)計(jì)方案

(1)自制實(shí)驗(yàn)裝置。回收一個(gè)2.5 L 的可樂飲料瓶,用剪刀在距瓶底2/3處剪開,要剪的有凸有凹,下面的多半部分為滅火裝置,我們稱它為集氣缸。在上半部分球形的瓶口中插入一個(gè)30 mL的塑料針管筒,球形內(nèi)針筒長(zhǎng)3 cm,球形外針筒長(zhǎng)7 cm,接縫處用橡皮泥密封,一個(gè)二氧化碳的制備裝置便制作完成了,我們稱它為球形漏斗。再將球形漏斗放在集氣缸上面,就組成了一個(gè)簡(jiǎn)易的二氧化碳滅火實(shí)驗(yàn)演示裝置。

(2)演示操作。將6 g大理石或石灰石放入球形漏斗,集氣缸底部鋪一薄層濕土(既便于插蠟燭又能增加裝置的穩(wěn)定性),點(diǎn)燃放置在集氣缸內(nèi)長(zhǎng)短不一的四支小蠟燭,再將8 mL稀鹽酸(1∶1)注入球形漏斗中,便可看到蠟燭火焰自下而上依次熄滅的現(xiàn)象(圖3)。

3.實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

(1)利用身邊隨手可得的塑料制品進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)單易行。

(2)該裝置將二氧化碳?xì)怏w的制備、收集、性質(zhì)檢驗(yàn)融為一體,實(shí)驗(yàn)開始到結(jié)束1分鐘內(nèi)即可完成,是學(xué)生做探究實(shí)驗(yàn)時(shí)較為理想的實(shí)驗(yàn)裝置,具有廣泛的參與性。

(3)用吊袋收集到的氣體既純凈又便于儲(chǔ)存?zhèn)溆?。特別是收集那些有刺激性、有毒性的氣體時(shí)更能顯示出它的使用價(jià)值,具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

(4)第一套設(shè)計(jì)方案中的反應(yīng)易控制,巧妙彌補(bǔ)了原實(shí)驗(yàn)無(wú)法控制的不足,具有靈活可控性。