初中化学实验研究与设计

一、问题提出

二氧化碳的性质实验讲述在人教版初中化学上册117页至121页。125页实验活动2，进一步巩固了学生对二氧化碳实验制取与性质实验的动手动脑能力。在此，教学大纲对二氧化碳气体的性质实验引起足够重视，其中二氧化碳灭火的实验，说明了二氧化碳的密度比空气大，且能像水一样从一个容器倾倒入另一个容器，说明了二氧化碳气体的流动性较好。笔者根据这一特点将二氧化碳的性质实验进行整合和改进，对于初中学生复习和巩固二氧化碳的性质有所帮助，效果较好。

二、实验仪器及药品

1.实验仪器：铁架台（铁圈、铁夹）、蛋蛋卷塑料杯（以下简称塑料杯）、玻璃管、止水夹、胶皮管、集气瓶、矿泉水塑料瓶（以下简称塑料瓶）、注射器、小试管、阶梯白铁皮架、火柴、胶头滴管。

2.实验药品：二氧化碳气体、蜡烛、蒸馏水、澄清石灰水、湿润紫色石蕊试纸、干燥紫色石蕊试纸、紫色石蕊溶液、无色酚酞溶液。

三、仪器安装

在自制塑料杯底部打一小孔，插入一小段玻璃管，另一根玻璃管插入塑料瓶中，中间套上胶皮管并夹上止水夹“1”。塑料杯内白铁皮阶梯上放两小段蜡烛，烧杯口内外用固体胶贴上湿润的紫色石蕊试纸，便于对照。塑料瓶内放一支小试管，小试管内倒入1～2毫升滴有无色酚酞溶液的澄清石灰水，玻璃管上部也同样用固体胶贴上干燥紫色石蕊试纸、湿润紫色石蕊试纸，便于观察二氧化碳是否收集满及干、湿紫色石蕊试纸遇二氧化碳颜色变化。在塑料瓶的右上部插入一支已装有10 mL紫色石蕊溶液的注射器，塑料瓶左上部插入一根带止水夹“2”的玻璃管用于排气，接口之间涂上凡士林。（见图1）

四、实验步骤及现象

1.先收集两瓶二氧化碳气体备用（见图2）。用火柴点燃蜡烛（见图3），将集气瓶中盛有的二氧化碳气体沿塑料杯内壁倒入，二氧化碳从杯底把空气往上排，可观察到燃着的蜡烛由下而上依次熄灭。同时塑料杯口内壁的湿润紫色石蕊试纸变红色，说明塑料杯内二氧化碳已经收集满，而塑料杯口外湿润的紫色石蕊试纸不变色，由此可以说明二氧化碳可以像水一样倾倒，从一个容器流到另一个容器，也说明二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。

2.打开止水夹“1”和“2”，二氧化碳流入塑料瓶中，小试管内滴有无色酚酞溶液的澄清石灰水由红色逐渐变成乳白色，待塑料瓶内玻璃管上部贴的湿润紫色石蕊试纸变成红色，干燥紫色石蕊试纸不变色，说明二氧化碳已经盛满。关闭止水夹“2”，从塑料杯中取出阶梯白铁皮架，倒入塑料瓶约1/3体积的水，关闭止水夹“1”，振荡或用手指轻弹塑料瓶几下，可观察到塑料瓶变瘪。用注射器注入一部分紫色石蕊溶液2～3毫升（注：注射器内剩余部分紫色石蕊溶液作为对照），塑料瓶内溶液变为红色。

3.打开止水夹“1”或“2”，塑料瓶恢复原样。实验结束后，将塑料瓶内剩余的红色溶液倒入试管中微热，剩余溶液又变为紫色。

五、二氧化碳性质实验改进的优点

1.便于学生复习二氧化碳的性质实验。通过此实验现象，学生对二氧化碳性质实验知识得到巩固和提高，对旧知识复习产生联想和知识迁移，如：塑料瓶中二氧化碳分子通过运动，进入小试管中与澄清石灰水发生化学反应，与第三单元课题1：分子和原子的知识相联系，丰富了学生对二氧化碳实验现象的认知能力，开阔了学生的知识视野，增强了学生对二氧化碳性质实验的整合产生知识联想，学生记忆重现。

2.此實验中使用了生活中常用的塑料瓶和医疗上常用的注射器，能够引导学生在实验室内外实验，仪器缺乏时，可以寻找代用品进行实验；也可以教育学生在进行化学实验时，避免实验仪器损坏。使用塑料制品代替玻璃仪器，利于贫困乡村薄弱学校仪器缺乏时开展正常的化学教学实验，培养学生动手动脑能力，提高乡村学校化学教学质量，同时促进学生低碳理念意识，对环境保护起宣传作用，也教育了学生对白色垃圾不要烧掉，以免产生对环境污染的气体。大量二氧化碳的排放会对地球产生温室效应，使环境遭到进一步恶化，对生态平衡造成一定的影响，因此，教师应要求学生将白色垃圾进行回收再利用，变废为宝。

3.通过二氧化碳的流动性特点，可以教育学生不要在低凹地带或进入溶洞底部玩耍，以防因缺氧窒息而丢掉性命。

4.此实验综合性较强，知识点较多，内容丰富。采用了湿润紫色石蕊试纸、干燥紫色石蕊试纸、紫色石蕊溶液、无色酚酞溶液、使各容器内部具有不同的颜色变化。蜡烛的熄灭、塑料瓶变瘪、澄清石灰水变色，丰富了学生视觉感官，增强了学生对知识的记忆效果。此实验使用药品廉价，用量少，对二氧化碳的物理、化学性质具有综合性阐述，红紫颜色间的相互变化，使学生妙趣横生，活跃了课堂气氛，效果尤佳。

作者简介：吴必书（1965—），男，汉族，云南省昭通市人，大专学历，中小学高级教师，主要研究初中化学。

编辑 段丽君