“二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”創(chuàng)新改進(jìn)
——階梯蠟燭演示器的設(shè)計(jì)

新疆建設(shè)兵團(tuán)第五師83團(tuán)第一中學(xué)(833303) 黨全云

1 設(shè)計(jì)思路

人教版9年級化學(xué)上冊第6單元主要學(xué)習(xí)碳和碳的化合物，二氧化碳是其中重點(diǎn)之一。教材中把高低不同的蠟燭用鐵絲固定放在大燒杯中，如果集氣瓶傾倒氣體的角度不對，或倒入二氧化碳的速度不當(dāng)，都會導(dǎo)致這個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗，目前針對這個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在的不足，有眾多教師從實(shí)驗(yàn)的一體化、微量型、組合型等不同的角度設(shè)計(jì)和改進(jìn)了此實(shí)驗(yàn)。筆者嘗試設(shè)計(jì)了“二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”創(chuàng)新改進(jìn)裝置(見圖1)，此裝置的優(yōu)點(diǎn)在于從一側(cè)傾倒二氧化碳，將二氧化碳流經(jīng)的通道與燃著的蠟燭分開，低處的蠟燭先熄滅高處蠟燭后熄滅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，且實(shí)驗(yàn)成功率高。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

2 設(shè)計(jì)目的

為解決教材實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)傾倒二氧化碳時(shí)上層蠟燭先熄滅的缺陷，考慮將二氧化碳流經(jīng)的通道與右邊燃著的蠟燭分開，二氧化碳由底部上升，底層蠟燭先熄滅，依次第二層蠟燭熄滅，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯；實(shí)驗(yàn)最后用一個(gè)玻璃片蓋在容器上方，第三層的蠟燭熄滅，進(jìn)一步驗(yàn)證燃燒的條件，二氧化碳不支持燃燒的性質(zhì)。幾個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)在同一容器內(nèi)一氣呵成的完成，解決了反應(yīng)不連續(xù)性等問題。

3 實(shí)驗(yàn)操作步驟與注意事項(xiàng)

3.1 操作步驟

(1)檢查裝置的氣密性，用大理石和稀鹽酸制取一集氣瓶二氧化碳?xì)怏w。(2)將三段蠟燭點(diǎn)燃，分別放在三層階梯上。從容器左側(cè)口傾倒二氧化碳?xì)怏w，觀察到蠟燭先由底層往上依次熄滅。(3)在容器上方蓋上玻璃片，最上層的蠟燭熄滅，進(jìn)一步驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w不支持燃燒的性質(zhì)。

3.2 注意事項(xiàng)

放置在最上層的蠟燭不宜太長，不能影響蓋玻璃片。實(shí)驗(yàn)裝置制作材料的選擇及組裝方式應(yīng)考慮裝置微型化設(shè)計(jì)，從而節(jié)約藥品，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

4 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

筆者設(shè)計(jì)的階梯蠟燭演示裝置在相對密閉的長方體容器中裝有三層階梯，利用內(nèi)部的凹槽，從背對階梯的一側(cè)傾倒二氧化碳?xì)怏w時(shí)，與右邊燃著的階梯蠟燭分離。二氧化碳?xì)怏w先從最左邊凹槽流入到達(dá)裝置底部，再由底部不斷填充整個(gè)裝置。當(dāng)二氧化碳填充滿底部上升時(shí)，底部蠟燭先熄滅，上面的蠟燭依次熄滅，現(xiàn)象明顯，課堂演示效果好，彌補(bǔ)了教材實(shí)驗(yàn)中存在的不足。在教學(xué)中用此裝置，深受學(xué)生的好評，實(shí)驗(yàn)成功率高，是較為理想的課堂演示實(shí)驗(yàn)裝置。

5 結(jié)語

二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)——階梯蠟燭演示器在教學(xué)中使用時(shí)，現(xiàn)象明顯，操作簡便，收到了很好的實(shí)驗(yàn)效果。使用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)將二氧化碳?xì)怏w的密度比空氣大，不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)同時(shí)在一個(gè)相對密閉的容器中完成，在演示實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也起到了歸納總結(jié)相關(guān)知識點(diǎn)的作用。