二氧化碳水溶性實(shí)驗(yàn)的趣味化和生活化設(shè)計(jì)*

鄧明非　王發(fā)應(yīng)

（金沙縣金沙中學(xué)　貴州　金沙　551800）

二氧化碳水溶性實(shí)驗(yàn)的趣味化和生活化設(shè)計(jì)*

鄧明非王發(fā)應(yīng)

（金沙縣金沙中學(xué)貴州金沙551800）

利用日常生活用品和廢棄物進(jìn)行設(shè)計(jì)，改變了教材實(shí)驗(yàn)方法所需儀器多，操作繁瑣，耗時(shí)長的不足。將二氧化碳的產(chǎn)生和收集集于一體，簡化了實(shí)驗(yàn)操作，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性。

操作簡單；趣味性強(qiáng)；定性檢驗(yàn)；定量驗(yàn)證

一、研究背景

教材實(shí)驗(yàn)的不足:

（1）需要組裝二氧化碳?xì)怏w發(fā)生裝置、檢查裝置氣密性，然后收集氣體，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程所用儀器多，操作繁瑣，耗時(shí)長。

（2）只能定性說明二氧化碳的溶解性，趣味性不強(qiáng)。

為尋求一種操作簡單，趣味性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方法，我們查閱了近年來針對(duì)二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究成果，圖1［1］在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過噴泉實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了趣味性，是目前比較優(yōu)秀的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，但仍然存在實(shí)驗(yàn)過程所用儀器多，操作繁瑣的不足，而且有的實(shí)驗(yàn)材料不易獲得。

圖1　二氧化碳的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型化一體設(shè)計(jì)

二、改進(jìn)方法

針對(duì)上述問題，我們經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后，對(duì)其進(jìn)行了如下改進(jìn)。

取一支廢棄中性筆芯管，將其靠近蠟燭火焰并慢慢旋轉(zhuǎn)，待其軟化后拉成尖嘴管，截去尖嘴前端部分，然后在另一端套上一段約20cm長帶開關(guān)的輸液管；

取一個(gè)完整、密封性好、彈性好的250mL礦泉水瓶（如農(nóng)夫山泉礦泉水瓶），用鐵釘（或電烙鐵）在瓶蓋中央鉆一個(gè)與中性筆芯管外徑大小相當(dāng)?shù)目祝瑢⑸厦嬷瞥傻募庾旃懿迦肟字?，接觸處用膠水粘牢密封（如圖2A所示）。

往礦泉水瓶內(nèi)加入約兩勺小蘇打，再加入20mL醋精（如圖2B所示），兩者立即發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡。用燃著的木條在瓶口檢驗(yàn)，當(dāng)燃著的木條熄滅時(shí)，說明瓶內(nèi)已充滿二氧化碳?xì)怏w。慢慢倒掉瓶內(nèi)的廢液（如圖2C所示），向瓶內(nèi)加入約125mL水（如圖2D所示），將帶有尖嘴管的瓶蓋（圖2A）擰緊在瓶口，關(guān)閉開關(guān)（如圖2E所示）；先提醒學(xué)生觀察此時(shí)礦泉水瓶的形狀，然后用力振蕩幾下，再讓學(xué)生觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)由于二氧化碳?xì)怏w溶解在水中，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，使礦泉水瓶嚴(yán)重變癟（如圖2F所示）；然后將裝置倒轉(zhuǎn)

圖2　二氧化碳水溶性趣味性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

過來，將輸液管插入盛有稀紅墨水的大號(hào)水杯中，打開開關(guān)，由于礦泉水瓶體有較好的彈性，具有恢復(fù)原狀趨勢，從而產(chǎn)生較大的吸力，將紅墨水從輸液管中迅速吸入瓶內(nèi)，從尖嘴管口噴涌而出，形成紅色噴泉（如圖2G所示），當(dāng)變癟的礦泉水瓶慢慢恢復(fù)原狀時(shí)，瓶內(nèi)充滿了淡紅色的液體（如圖2H所示）。

三、改進(jìn)后的特點(diǎn)

（1）所用器材全為生活常備物品和廢棄物，取材方便，裝置簡單，制作也簡單，實(shí)驗(yàn)成本低，既適合教師課堂演示，也適合學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)，容易推廣。

（2）將二氧化碳?xì)怏w的制取和收集集于一體，省去了制取二氧化碳?xì)怏w的裝置，減少了儀器的使用量，不僅簡化了課堂上的實(shí)驗(yàn)操作，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還減輕教師課前準(zhǔn)備和課后處理儀器的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步降低了實(shí)驗(yàn)成本。

（3）通過噴泉實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性。

（4）不僅完成了教材實(shí)驗(yàn)中定性檢驗(yàn)二氧化碳的水溶性的實(shí)驗(yàn)，由于在噴泉實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，礦泉水瓶恢復(fù)原狀時(shí)，瓶內(nèi)也充滿了液體，進(jìn)而定量驗(yàn)證了二氧化碳在水中的溶解度:一體積水約能溶解一體積的二氧化碳。

［1］趙東洋，焦國芬.二氧化碳制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型化一體化設(shè)計(jì)［J］.化學(xué)教育，2008，（11）：57

1008-0546（2015）10-0093-01

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.033

*本文為貴州省2013年教育科學(xué)規(guī)劃立項(xiàng)課題“低成本化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和利用研究”［課題編號(hào)：2013B039］階段性研究成果。