二氧化碳的制备及其性质的实验创新研究

蔡芳崎

摘要：简析人教版第六单元课题3传统二氧化碳性质实验的优缺点，从试剂和反应容器代用角度进行实验创新，增强了实验的可操作性，提高了实验的成功率。

关键词：二氧化碳性质;创新改进

文章编号：1008-0546（2019）12-0085-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.025

一、創意来源

二氧化碳的性质实验是人教版第六单元课题3的重要实验。对本实验的改进一直是研究的热点，也是中考的重要考点。目前实验的改进大多数从两个角度出发：一是以雪碧为原料制取二氧化碳，二是以倾倒二氧化碳实验改进为话题。有的操作较为繁琐，有的则试剂用量较大，造成浪费，不够环保节约。因此，有必要设计一种更为简便，直观，操作性强的实验方法，引导学生深入思考和深度探究，培养学生学以致用，敢于创新的精神。在冬季流感高发期，不少学生喝Vc泡腾片预防感冒，笔者由此发现了泡腾片中有能够产生二氧化碳的成分。但泡腾片的价格较高，而价格较低的一款名为“深水炸糖”的零食放入水中，亦可迅速产生大量二氧化碳。于是，笔者从试剂和反应容器代用角度进行实验创新，增强了实验的可操作性，提高了实验的成功率。

二、实验用品

深水炸糖3个[主要成分：葡萄糖、麦芽糖浆、食品添加剂（柠檬酸、碳酸氢钠、三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜、食用香料、食用色素）]、蒸馏水、60mL注射器一支、试管、烧杯、阶梯蜡烛、火柴

三、实验原理

“深水炸糖”的成分中，柠檬酸和碳酸氢钠遇水后能迅速反应，产生二氧化碳气体，反应原理：

四、创新实验方案

1.二氧化碳的制备

取下注射器针头，拔下注射器活塞，往注射器内装入一颗深水炸糖，将活塞放回注射器并推至底部。烧杯中放入适量蒸馏水，用针筒吸入50mL水，并放置在烧杯中，如图1所示。深水炸糖遇水产生CO2，针筒内气压增大，将液体重新赶入烧杯中。待液体排尽，即完成了50mL二氧化碳的制备和收集。将针筒盖好，放置一旁备用。

2.二氧化碳的系列性质检验

（1）使澄清石灰水变浑浊

如图2所示，取两支小试管，分别加入等量的澄清石灰水，将试管静置在小烧杯里，将针筒内气体缓慢注入其中一支试管。现象：澄清石灰水出现浑浊，证明该气体为二氧化碳。

（2）不助燃，不可燃，密度比空气大

如图3所示，点燃阶梯蜡烛，用针筒在阶梯蜡烛的一侧，缓慢注入制备好的二氧化碳。现象：蜡烛由低至高，逐一熄灭，证明CO2不助燃，不可燃且密度比空气大。

（3）酸性及碳酸的不稳定性

如图4所示，取两支小试管，分别加入滴有石蕊溶液的蒸馏水，将试管静置在小烧杯里，用针筒将CO2缓慢注入其中一支试管中，观察溶液颜色变化。将通人过CO2的试管放在酒精灯上加热，观察颜色变化。现象：通入CO2可使紫色石蕊溶液变红，加热后溶液恢复原色。

五、创新优势

1.关于排水法收集二氧化碳

受思维定势的影响，许多老师认为，由于二氧化碳能溶于水，收集二氧化碳的方法只能是向上排空气法，不能用排水法来收集。然而在实验过程中，CO2在水中的溶解情况，除受到压强和温度的影响外，还受到CO2溶于水速度的影响。有相关文献对排水法收集二氧化碳的可行性进行过论证，认为排水法收集CO2在特定情况下是可行的。本实验方案也证实了这一点。

2.关于二氧化碳的倾倒实验

教师若完全按照教材中的实验来进行操作，常常会在二氧化碳的倾倒实验中“失手”。主要原因在于倾倒CO2的速度难以把控，若倾倒过快，容易出现上面的蜡烛先熄灭，下面的蜡烛后熄灭的情况;若倾倒过慢，则集气瓶中的CO2可能没来得及进入烧杯，就已经扩散到空气中，造成蜡烛不熄灭。本实验方案中，使用针筒注射的方法来通入CO2，有利于控制CO2流入的速度和方向，大大地提高了实验的成功率，而且操作简便，趣味性强。

教学相长，意味着教师不能仅仅停留在知识的浅层讲解上，更要注意引导学生走上善于观察，善于思考，敢于探索，勇于创新的科学之路。该实验创新，打破了传统的思维，让学生能够体验探究的乐趣，有利于促进学生科学素养的发展。