二氧化碳水溶性实验的趣味化和生活化设计*

邓明非　王发应

（金沙县金沙中学　贵州　金沙　551800）

二氧化碳水溶性实验的趣味化和生活化设计*

邓明非王发应

（金沙县金沙中学贵州金沙551800）

利用日常生活用品和废弃物进行设计，改变了教材实验方法所需仪器多，操作繁琐，耗时长的不足。将二氧化碳的产生和收集集于一体，简化了实验操作，缩短了实验时间，增强了实验的趣味性。

操作简单；趣味性强；定性检验；定量验证

一、研究背景

教材实验的不足:

（1）需要组装二氧化碳气体发生装置、检查装置气密性，然后收集气体，整个实验过程所用仪器多，操作繁琐，耗时长。

（2）只能定性说明二氧化碳的溶解性，趣味性不强。

为寻求一种操作简单，趣味性强的实验方法，我们查阅了近年来针对二氧化碳性质实验改进的研究成果，图1［1］在教材实验的基础上，通过喷泉实验的设计，增强了趣味性，是目前比较优秀的两个实验方案，但仍然存在实验过程所用仪器多，操作繁琐的不足，而且有的实验材料不易获得。

图1　二氧化碳的制取和性质实验的微型化一体设计

二、改进方法

针对上述问题，我们经反复试验后，对其进行了如下改进。

取一支废弃中性笔芯管，将其靠近蜡烛火焰并慢慢旋转，待其软化后拉成尖嘴管，截去尖嘴前端部分，然后在另一端套上一段约20cm长带开关的输液管；

取一个完整、密封性好、弹性好的250mL矿泉水瓶（如农夫山泉矿泉水瓶），用铁钉（或电烙铁）在瓶盖中央钻一个与中性笔芯管外径大小相当的孔，将上面制成的尖嘴管插入孔中，接触处用胶水粘牢密封（如图2A所示）。

往矿泉水瓶内加入约两勺小苏打，再加入20mL醋精（如图2B所示），两者立即发生反应产生大量气泡。用燃着的木条在瓶口检验，当燃着的木条熄灭时，说明瓶内已充满二氧化碳气体。慢慢倒掉瓶内的废液（如图2C所示），向瓶内加入约125mL水（如图2D所示），将带有尖嘴管的瓶盖（图2A）拧紧在瓶口，关闭开关（如图2E所示）；先提醒学生观察此时矿泉水瓶的形状，然后用力振荡几下，再让学生观察，会发现由于二氧化碳气体溶解在水中，导致瓶内压强减小，使矿泉水瓶严重变瘪（如图2F所示）；然后将装置倒转

图2　二氧化碳水溶性趣味性实验设计

过来，将输液管插入盛有稀红墨水的大号水杯中，打开开关，由于矿泉水瓶体有较好的弹性，具有恢复原状趋势，从而产生较大的吸力，将红墨水从输液管中迅速吸入瓶内，从尖嘴管口喷涌而出，形成红色喷泉（如图2G所示），当变瘪的矿泉水瓶慢慢恢复原状时，瓶内充满了淡红色的液体（如图2H所示）。

三、改进后的特点

（1）所用器材全为生活常备物品和废弃物，取材方便，装置简单，制作也简单，实验成本低，既适合教师课堂演示，也适合学生进行家庭实验，容易推广。

（2）将二氧化碳气体的制取和收集集于一体，省去了制取二氧化碳气体的装置，减少了仪器的使用量，不仅简化了课堂上的实验操作，缩短了实验时间，还减轻教师课前准备和课后处理仪器的负担，进一步降低了实验成本。

（3）通过喷泉实验的设计，增强了实验的趣味性。

（4）不仅完成了教材实验中定性检验二氧化碳的水溶性的实验，由于在喷泉实验结束后，矿泉水瓶恢复原状时，瓶内也充满了液体，进而定量验证了二氧化碳在水中的溶解度:一体积水约能溶解一体积的二氧化碳。

［1］赵东洋，焦国芬.二氧化碳制取和性质实验的微型化一体化设计［J］.化学教育，2008，（11）：57

1008-0546（2015）10-0093-01

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.033

*本文为贵州省2013年教育科学规划立项课题“低成本化学实验的开发和利用研究”［课题编号：2013B039］阶段性研究成果。