二氧化碳性质实验整合的优化教学

摘要：任何科目的学习都有系统性和规律性，在初中化学的学习中，各种气体物质的性质学习都是大同小异，具有相似性，掌握常见气体性质的学习方法，就能拓展到其他气体性质的学习过程中。本文以二氧化碳为代表，探讨了怎么学习它的性质以及如何通过实验的整合将这块知识更完整、更系统的呈现给学生。

关键词：实验；改进；二氧化碳

化学作为学生初三年刚接触的新科目，学生普遍对它具有好奇心；且初中化学常常有很多贴近生活的有趣小实验，这些如魔术般呈现出来的实验现象也常吸引学生们的眼球，激发了他们的学习兴趣以及求知的欲望。随着对化学的了解加深，以及对实验的接触，学生能够通过实验简单的描述出实验现象。但对于一节课中有限的时间内要进行大量的实验操作且还要时间对实验现象进行思考和分析显得力不从心。在《二氧化碳性质》实验中，如果对实验加以整合和改进，则可让学生有更多的时间进行实验操作，同时还可以对实验现象进行深入的分析。

人教版九年级上册初中化学课本第六单元课题三《二氧化碳和一氧化碳》的第一课时“二氧化碳的性质”，笔者在教学的过程中发现有如下这几个问题：1. 该性质实验需要用到较多量的二氧化碳气体，教师需要课前提前准备，但对于同时教授三个平行班的教师，则需要一下子制备更多的气体，随着时间流逝，气体会逸散掉，使得后面班级的实验受影响；2. 在实验6-3中，教师有时会因为倾倒方式的不正确或实验前瓶内气体的流失而造成实验失败；3. 二氧化碳与水反应的实验中，操作过于繁琐，用时过长；4. 实验多，留给学生动手实验和思考的时间较少。对此，笔者进行了以下改进。

一、 实验目的

验证：二氧化碳能跟澄清的氢氧化钙溶液反应；二氧化碳密度比空气密度大；二氧化碳不具有可燃性也不具有助燃性；二氧化碳会和水反应。

二、 实验仪器及试剂

仪器和用品：50mL医用注射器1支，三通玻璃管1支，锥形瓶、带导管的橡胶塞，胶皮管，橡胶塞，铁架台（带铁夹）1个，玻璃棒1根，烧杯2个，喷瓶，蓝色石蕊试纸，火柴，酒精灯，升降台。

药品：稀盐酸、块状的石灰石、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蒸馏水。

三、 实验操作及方法设计

1. 连接针筒和锥形瓶、三通玻璃管制成一个二氧化碳的制取装置。往锥形瓶中加入石灰石，推动针筒的活塞向锥形瓶中加入稀盐酸。

2. 将三通管上端塞上橡胶塞，将气体通入装有澄清石灰水的烧杯内（验证气体是二氧化碳）。

3. 将气体通入装有蒸馏水的烧杯内。再往该烧杯内滴入紫色石蕊溶液。（紫色石蕊溶液变红。）

4. 在玻璃棒的上、中、下部分别贴上一条蓝色石蕊试纸，上下两条蓝色石蕊试纸润湿，中间蓝色石蕊试纸保持干燥。取下三通管上端的橡胶塞，将玻璃棒由上而下伸入到三通管内部。观察到玻璃棒下端湿润的蓝色石蕊试纸变红，其他试纸均不变色。（最上層和中间的试纸不变色说明单独的二氧化碳和水均不能使石蕊试纸变色，最下层的试纸变色说明二氧化碳和水反应生成新的物质使石蕊试纸变色。同时证明二氧化碳的密度比空气大。）

5. 取出玻璃棒放置在空气中，很快观察到变色的试纸恢复成原来的颜色。（说明这种新物质不稳定，易分解。）

6. 在三通管的上下两个端口分别放上两根燃着的小木条，发现上端口的木条熄灭掉。（说明二氧化碳不具有可燃性也不具有助燃性，同时抛给学生一个问题“为何二氧化碳的密度比空气大，这个实验中却是上层的木条先熄灭”，说明什么问题以及在火灾现场要如何逃生。）

四、 实验改进的优点

1. 将分散的几个小实验整合在一起，使实验整体性更强，特别是与水反应的这个实验设计，缩短了实验操作时间，同时使实验更好操作更简便。

2. 针筒可以控制反应进行，气体发生装置的改变拓展学生的思维。

3. 三通管的使用使实验操作更简单，效果更直观。

4. 节约药品，课前无需制备大量气体，对于同时进行多个平行班的教学较为有利。

五、 实验改进过程中的反思

改进实验中，其他操作都较为简便而且实验现象明显，用时短。但改进实验的其中一个目的是为了防止气体流失造成灭火实验操作失败，实际在改进实验过程中，在三通管的上下两端分别放有燃着的木条，想进一步证明二氧化碳不具有可燃性和助燃性且密度比空气大，理论上实验现象应该是下面小木条先熄灭，上面小木条后熄灭；但实际操作中，发现实验现象是上面的木条先熄灭，而下面的木条继续燃烧。出现该现象的原因是下层木条在燃烧的过程中产生很多热量，热量使得二氧化碳的气体密度变小，二氧化碳往上飘，所以上层的木条先熄灭。

另一实验是将三通管的上端堵住，将下端伸入放有一高一低燃着蜡烛的烧杯内，该操作能看到的现象是下端的蜡烛熄灭掉，但是上层的蜡烛很难熄灭。这是由于三通管管径小，难以同时产生较多量的二氧化碳气体，再加上敞口的烧杯使得产生的二氧化碳逸出到空气中，所以实验现象也不明显。

第三个实验是将三通管的上端堵住，下端改用燃着的火柴来做实验，实验可成功可失败，成功的可能原因是得让小火柴的火焰非常小使得二氧化碳不会往上飘，但是这个火焰不好控制，一没控制好，实验就失败了。

所以在实际教学中，调整了教学设计，先验证二氧化碳的密度比空气大，再验证二氧化碳不具有助燃性和可燃性。由实验操作6“在三通管的上下两个端口分别放上两根燃着的小木条，发现上端口的木条熄灭掉”，抛给学生一个问题为何二氧化碳的密度比空气大，这个实验中却是上层的木条先熄灭，说明什么问题以及在火灾现场要如何逃生，起到一举两得的效果。

作者简介：

王艺凤，福建省漳州市，漳州三中。