《巧設(shè)二氧化碳的一體化創(chuàng)新實驗探究》

袁小紅

二氧化碳是初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中非常重要的物質(zhì)之一，在很多中考試題的命制中都會出現(xiàn)有關(guān)二氧化碳的考點，包括二氧化碳的制取、檢驗、凈化、干燥、性質(zhì)、性質(zhì)的檢驗方法、用途等等。那么在教學(xué)當(dāng)中就應(yīng)該注重相關(guān)知識點的學(xué)習(xí)和鞏固，尤其要通過實驗向?qū)W生呈現(xiàn)出來，不能只是紙上談兵。所以我設(shè)計了一套二氧化碳的一體化實驗創(chuàng)新裝置，包括了二氧化碳的制取、檢驗、凈化、干燥、性質(zhì)、性質(zhì)的檢驗方法，非常適合復(fù)習(xí)課的教學(xué)。其中最新穎的地方是設(shè)計了能證明氫氧化鈉固體能與二氧化碳反應(yīng)的實驗，因為在上海教育出版社出版的初中九年級化學(xué)教科書下冊第七章第二節(jié)常見的堿（氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)），課本對氫氧化鈉能與二氧化碳的反應(yīng)描述（如圖1）

課本中沒有很好的實驗探究裝置通過實驗現(xiàn)象向?qū)W生呈現(xiàn)氫氧化鈉固體能與二氧化碳反應(yīng)的事實。不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)（證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）

為了能夠在課堂教學(xué)中利用實驗向?qū)W生證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。我設(shè)計了一套二氧化碳的一體化探究裝置，實驗器材、藥品以及裝置圖（如圖2）

實驗器材有三通閥、注射器、u型具支具塞干燥管、支撐鐵架、透明的亞克力材料

實驗藥品有：稀硫酸、碳酸鈉粉末、氫氧化鈉固體、無水氯化鈣、澄清石灰水

實驗設(shè)計思路：利用稀硫酸與碳酸鈉反應(yīng)（選擇稀硫酸代替稀鹽酸，避免稀鹽酸揮發(fā)產(chǎn)生氯化氫氣體，因為氯化氫氣體也能與氫氧化鈉反應(yīng)）、無水氯化鈣作干燥劑干燥制取純凈、干燥的二氧化碳，將干燥純凈的二氧化碳與氫氧化鈉固體反應(yīng)，通過注射器活塞的移動說明二氧化碳體積的減少，初步說明二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)的事實，再在氫氧化鈉固體和二氧化碳反應(yīng)后的剩余的固體中注入稀硫酸，將產(chǎn)生的氣體通過澄清石灰水中，石灰水變渾濁。從質(zhì)量守恒定律角度可以得出氫氧化鈉固體和二氧化碳發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。也可根據(jù)反應(yīng)過程中注射器活塞的移動向?qū)W生建立化學(xué)變化除了伴隨物質(zhì)的變化外，還伴隨能量的變化。教師在利用該套實驗創(chuàng)新裝置進行課堂教學(xué)過程中時，還可以向?qū)W生建立一些思想，比如：

可以向?qū)W生建構(gòu)科學(xué)探究必須要嚴(yán)謹?shù)奶骄烤?建構(gòu)裝置內(nèi)壓強變化與氣體體積變化和溫度變化有關(guān)的學(xué)科思想;建構(gòu)判斷化學(xué)變化發(fā)生的思維路徑（能從反應(yīng)物的減少和生成物的增加兩個視角證明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生）。也可以指導(dǎo)教師在課題教學(xué)中善于利用一體化實驗將氣體的制取、收集、凈化干燥、性質(zhì)的檢驗有機結(jié)合。使得復(fù)習(xí)課更加有效和有趣。