二氧化碳性质复习课的实验设计

江苏省徐州市西苑中学(221002) 李德前 张 羿江苏省徐州撷秀初级中学(221111) 郭 焘

要避免复习课出现“简单重复热剩饭”的不良情况，就必须对复习内容推陈出新，以促进学生主动参与学习活动。

笔者在二氧化碳性质的复习课中，利用小气球、高脚酒杯等生活中常见物品，巧妙设计了系列低成本的探究实验，提高了复习课的效果、提升了实验教学的质量。

1 探究二氧化碳的密度

现行人教版九年级化学教材上册中编排的探究二氧化碳密度的实验，是借助纸天平进行的。该实验体系极不稳定，稍有空气流动，纸天平就会打转，影响学生观察实验现象。

笔者借助小气球探究二氧化碳密度，操作简单、现象明显，由现象到结论很顺畅。

1.1 实验用品

二氧化碳气体、空气、小气球等。

1.2 实验装置

新设计的实验装置如图1所示。

图1 两个相同的小气球从同一高度同时落下

1.3 实验步骤

(1)取2个颜色不同(如1个红色、1个蓝色)，材质相同、规格相同的小气球，在红色小气球里充入二氧化碳气体，在蓝色小气球里充入体积相同的空气，然后在球蒂处打结。

(2)找一位高个子学生，两只手分别拿着2个小气球的球蒂，面向全体学生，然后从相同的高度同时松开两只手。观察到2个小气球很快下落，而充满二氧化碳气体的小气球先落地。

(3)由“充满二氧化碳气体的小气球先落地”这一实验现象可知，二氧化碳气体的质量大于等体积空气的质量，即二氧化碳的密度比空气大。进而可知，在空气中可以像倾倒液体那样把二氧化碳从一个容器倒入另一个容器里。

2 探究二氧化碳的化学性质实验改进

现行人教版和沪教版九年级上册化学教科书中编排的二氧化碳化学性质实验都是分散进行的，有关药品的用量较大，课堂演示所需时间偏长，因此影响了实验教学的效果。

笔者在二氧化碳的复习课中利用盛放不同化学物质的高脚酒杯，精心设计了探究二氧化碳化学性质的系列实验，不仅现象直观有趣，而且操作较为简便。

2.1 实验用品

石蕊试液、紫甘蓝提取液、石灰水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钠酒精溶液、蜡烛、干冰、热水、集气瓶、高脚酒杯等。

2.2 实验装置

新设计的实验装置如图2所示。

2.3 实验步骤及现象

(1)取6个大小合适的高脚酒杯，在最上层一个高脚酒杯的杯底固定1根短蜡烛，在另外5个高脚酒杯里分别注入紫甘蓝提取液、石蕊试液、氢氧化钠水溶液、石灰水和氢氧化钠酒精溶液，然后按图2所示将6个高脚酒杯摆放好。

图2 借助高脚酒杯探究二氧化碳的化学性质

(2)取几块干冰，放入250 mL集气瓶，再向集气瓶里注入适量的热水(加速干冰升华)，集气瓶口立即浓雾滚滚、四处扩散(这是干冰升华导致周围环境温度骤然降低，空气中的水蒸气遇冷液化变成小水滴)。

(3)点燃最上层高脚酒杯里的短蜡烛，然后将集气瓶中的二氧化碳气体持续、缓缓地注入最高层的高脚酒杯里，立即观察到二氧化碳气体伴随着白雾向下流动、飘落，蜡烛火焰熄灭；当最上层高脚酒杯里充满二氧化碳后，溢出的二氧化碳气体继续向下飘落，很快整个实验装置都笼罩在白雾之中。待白雾散去，可以观察到第二层高脚酒杯里的蓝色紫甘蓝提取液变为粉红色、紫色石蕊试液变为红色，最底层高脚酒杯里的石灰水变浑浊、氢氧化钠酒精溶液变浑浊、氢氧化钠水溶液无明显改变。

2.4 实验结论

(1)由“蜡烛火焰熄灭”可知，二氧化碳不支持燃烧、密度比空气大。

(2)由“蓝色紫甘蓝提取液变为粉红色、紫色石蕊试液变为红色”可知，二氧化碳能与水反应生成酸，有关的化学方程式是CO2+H2O=H2CO3。

(3)由“石灰水变浑浊”可知，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成不溶于水的白色沉淀，有关的化学方程式是Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。

(4)由“氢氧化钠酒精溶液变浑浊、氢氧化钠水溶液无明显改变”可知，二氧化碳能跟氢氧化钠反应，有关的化学方程式是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，反应生成的碳酸钠易溶于水、不溶于酒精。