實驗室制取二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置的創(chuàng)新設(shè)計

楊景明

河南省許昌市第十九中學(xué) 河南許昌 461107

實驗室制取二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置的創(chuàng)新設(shè)計

楊景明

河南省許昌市第十九中學(xué) 河南許昌 461107

創(chuàng)新實驗教學(xué)是化學(xué)新課程改革的主要內(nèi)容，本文從教材中實驗室制取二氧化碳發(fā)生裝置的不足之處，對該裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計。詳細(xì)闡述了該裝置的設(shè)計原理，制作方法，使用方法及實踐效果。

二氧化碳 發(fā)生裝置 創(chuàng)新設(shè)計

創(chuàng)新是指創(chuàng)造新的東西,創(chuàng)新是社會進(jìn)步的不竭之力,是一個國家繁榮昌盛的推動力和根本保障。也是素質(zhì)教育的主要內(nèi)容之一。這一目標(biāo)的實現(xiàn)有賴于在學(xué)校的各學(xué)科教育教學(xué)活動中推行創(chuàng)新性教育,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?；瘜W(xué)是一門實驗科學(xué)。特別是在中學(xué)教育階段，創(chuàng)新性和探索性實驗在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等方面所具有的作用是其他常規(guī)實驗無法取代的。

在中學(xué)化學(xué)的實驗中，二氧化碳的制取具有很重要的地位。但在實際應(yīng)用中，教材中選用的裝置有很多不足之處，筆者根據(jù)化學(xué)實驗的要求出發(fā)和多年的教學(xué)實踐，對實驗室制取二樣化碳的裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，具體設(shè)計方案如下：

一、原裝置的不足之處

原裝置如圖1所示：

圖1

這兩套裝置，反應(yīng)不能隨時發(fā)生，也不能隨時停止，只要稀鹽酸溶液加入到試管或錐形瓶內(nèi)，反應(yīng)不能控制，固液不能真正分離；不能自動排泄液體，使用很不方便。

二、發(fā)生裝置的創(chuàng)新設(shè)計

根據(jù)實驗需要，以及克服圖1裝置的不足，新設(shè)計的制取二氧化碳的發(fā)生裝置如圖2所示：

圖2

該裝置克服了原裝置的缺點(diǎn)，并有兩點(diǎn)創(chuàng)新之處。從性能上看，反應(yīng)能隨時發(fā)生，能隨時停止，固液能徹底分離，排泄液體非常方便。由于在反應(yīng)瓶B中，玻璃彎管的創(chuàng)新設(shè)計，固體顆粒不能進(jìn)入彎管，當(dāng)需停止反應(yīng)時，夾上止水夾B, 能使液體全部自動回流到漏斗A甁中，實現(xiàn)固液真正分離。這是利用了物理學(xué)中的連通器和氣壓原理設(shè)計的，這是該裝置的點(diǎn)睛之處。另外，在排泄出反應(yīng)余下的液體設(shè)計上，也是應(yīng)用了物理上的連通器原理和大氣壓的作用設(shè)計的。

三、裝置的制作

該裝置制作的材料采用250毫升的雪碧瓶為主材料，漏斗甁A是截取飲料瓶的瓶口部分，倒置安裝而成，在蓋子上打孔，倒插Y型玻璃管。反應(yīng)瓶B是截取飲料瓶口部和底部，底部先打孔，安裝上倒U型玻璃管和隔板。再在瓶蓋上打孔，插上玻璃彎管，然后，把上下兩部分套接，用膠粘接而成。密封處除利用了原瓶蓋密封，其余玻璃管和裝置連接處均采用了玻璃管外套一小節(jié)乳膠管密封，這樣密封效果十分好。反應(yīng)瓶中的多孔隔板用塑料版制作，中間打上小孔，穿插在彎管上，由彎管固定多孔隔板。然后，把反應(yīng)瓶A中Y型管一個分支套上乳膠管，加上止水夾，作為泄液管。另一個分支用乳膠管和反應(yīng)瓶下的玻璃管連接即可。

四、使用說明

1.氣密性的檢驗

將導(dǎo)氣管用夾子夾住，排液管也夾住，從漏斗中倒入水，倒些水后，若漏斗中液面高度保持不變，證明裝置不漏氣，否則，漏氣。打開泄液管的夾子，就能自動排泄凈裝置中的水（反應(yīng)瓶B的底部要高于Y型管的分支處），再用夾子夾上泄液管。氣密性檢驗完畢。

2.添加藥品，制取氣體

先在反應(yīng)瓶B中用鑷子加入幾塊石灰石，擰好蓋，再從漏斗中加入稀鹽酸，打開導(dǎo)氣管上的夾子，液體就進(jìn)入反應(yīng)瓶B，反應(yīng)開始，制取氣體。

3.反應(yīng)隨時停止，隨時發(fā)生的操作

當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行時，需要停止反應(yīng)，就用止水夾B夾住導(dǎo)氣管上的乳膠管，這時，液體在氣壓的作用下，就自動沿彎管回流到漏斗中，固液就能徹底分離。當(dāng)需要反應(yīng)時，再打開止水夾B，液體回流，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

4.反應(yīng)后余液的回收

反應(yīng)進(jìn)行完后，調(diào)整支架，使反應(yīng)瓶B的底面高于漏斗底部Y型管分支處，打開兩個夾子，液體在氣壓作用下，自動流凈。再取出余下的固體藥品。清洗裝置。

五、實踐效果

經(jīng)實踐，該裝置完全達(dá)到設(shè)計要求，方便實用。添加藥品后，幾天之內(nèi)都能正常使用。我憑借這套裝置參加許昌市教育局自制教具大賽獲得了一等獎，參加河南省自制教具大賽獲得二等獎，并獲專家好評。

六、設(shè)計反思

該裝置構(gòu)思理念新穎，具有一定創(chuàng)新性。制作材料來源廣泛、易得。加工容易。使用方便，不易破碎，安全、可靠?？梢曅詮?qiáng)，易于觀察反應(yīng)現(xiàn)象和反應(yīng)過程，很適合初中生使用。倒U型彎管的設(shè)計，創(chuàng)新性強(qiáng)。這對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神有啟發(fā)、指導(dǎo)意義。筆者教的學(xué)生，在指導(dǎo)下，每人制作一套該裝置。學(xué)習(xí)興趣，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]李世海，高兆宏，張曉誼.創(chuàng)新教育新探[M].北京：社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2005

[2]吳俊明.新課程理念與初中化學(xué)課程改革[M].吉林：東北師范大學(xué)出版社，2002

[3]劉知新.化學(xué)教學(xué)系統(tǒng)論[M].廣西：廣西教育出版社，1996

2010-01-16

楊景明，大學(xué)，中教一級，副校長。