二氧化碳制取与性质综合实验创新设计

摘 要：实验器材廉价易得，易于制作，操作简单，现象明显，CO2的制取和性质有机结合，可用于多个平行班的演示实验也可以让学生课下动手做探究实验，思维独特，趣味性强。

关键词：二氧化碳熄灭蜡烛 饮料瓶 小塑料瓶 石蕊变红

初中化学中CO2的制取与性质是一个非常重要的内容，为了更好地培养学生的探究能力，渗透科学研究方法，故对沪教版教材的两个实验（倾倒二氧化碳灭火和探究二氧化碳和水反应生成了类似于醋酸的物质）做了一些创新改进。如：倾倒二氧化碳时，稍不留心就会出现上面的蜡烛先熄灭的尴尬场面，另外，一位教师要是上几个平行班的课，需要带很多瓶的二氧化碳，集气瓶都是玻璃的，容易出现危险，而且密闭不好时还会使二氧化碳逸散，而导致CO2浓度变小，造成实验失败的后果，而且药品用量也多。将二氧化碳通入紫色石蕊试液容易产生二氧化碳使紫色石蕊变红的误区。为了弥补教材上的不足，我对教材上的实验进行了如下的创新设计。

一、创新实验装置图

二、制作及实验过程

这套装置有底座、底盘、饮料瓶A、B等组成。A瓶是反应装置，盛有稀盐酸，将小药瓶底部扎上孔，装上石灰石，用铜丝拴好，插在胶塞上，塞紧胶塞，上下移动铜丝，可以控制二氧化碳的产生和停止。这是重复式实验装置。

B瓶是收集裝置，在瓶B上下导管的正前方分别放上高低不同的蜡烛。将一根pvc管上固定三条用紫色石蕊试纸（紫色石蕊试液浸泡过的干燥滤纸），上面一条喷上稀醋酸，滤纸变成红色，说明醋酸使紫色石蕊试液变红。中间一条保持干燥，下面一条用水润湿后仍为紫色，说明水不能使紫色石蕊试液变红。然后将PVC管放入瓶B中。

首先点燃高低不同的蜡烛，然后将小药瓶下降，浸入酸中，观察到瓶中产生大量气泡。再引导学生注意观察高低不同的蜡烛的变化。学生会发现低的蜡烛先熄灭。这时，堵住下导管，引导学生观察高的蜡烛，高的蜡烛后熄灭，学生经过观察和思考，总结出二氧化碳密度大于空气，一般情况下不燃烧也不支持燃烧的性质。这样改进实验，避免了做阶梯蜡烛实验时，因倾倒不慎，上层蜡烛先熄灭，或因密闭不好，瓶中二氧化碳逸散，导致实验失败的尴尬场面。

接着再观察瓶中的紫色石蕊试纸的变化。发现中间干燥的紫色石蕊试纸通入二氧化碳后不变色，说明二氧化碳气体不能使紫色石蕊变色，下层湿润后的紫色石蕊试纸通入二氧化碳气体后变红了，说明二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红。因为学生已知醋酸能使紫色石蕊变红，所以学生很容易推出二氧化碳与水反应生成了类似醋酸的物质即碳酸。用镊子撕下一小块下层变红的石蕊试纸，在酒精灯上加热，又变紫色，说明碳酸不稳定，受热易分解。这样改进，通过对比，避免了学生产生二氧化碳气体使紫色石蕊变红的误区。

二氧化碳还有哪些性质呢？将澄清石灰水倒入瓶中，振荡，发现石灰水变浑浊，说明二氧化碳还能与澄清石灰水反应。这样改进，用饮料瓶代替集气瓶做实验，安全，轻便且不易碎。

三、装置的优点

1.可以重复制取、收集、检验二氧化碳气体，并验证二氧化碳的多个性质。既节约了药品，又缩短了实验的时间，提高了课堂效率。

2.实验现象明显，操作简单，成功率高。

3.实验用品来自于生活用品，多为废弃物，廉价、易得。例如固定蜡烛的是孩子玩的橡皮泥，通过调节橡皮泥，可以随时调节蜡烛的高低。用来堵塞导管的是橡胶塞打孔后下脚料。石蕊浸泡过的滤纸固定在一段废弃的PVC管上。这些用品学生很容易得到，学生参与制作，调动了学生的积极性。

这套装置可拆卸可组装，轻便，便以携带，体现了实验装置的实用性，简约性，循环性。

四、装置的不足

为了反应快，实验现象明显，所用酸的浓度要大些。若时间过长，向瓶中倒入澄清石灰水，可能石灰水不变浑浊。

参考文献

[1]赵林强.二氧化碳的性质实验改进[J].教学仪器与实验，2007（11）.

[2]李辉，梁承松.二氧化碳性质实验装置的改进[J].实验教学与仪器，2010（6）.

[3]王秀阁.中学化学实验与创新[M].北京中国石化出版社，2016.

作者简介

赵冬梅（1974.12—），女，汉族，河北乐亭，大学本科，一级教师，河北省唐山市乐亭县新戴河初级中学，研究方向：初中化学。