“泡腾片”在初中化学实验中的运用

2020-02-16 14:46臧颖
教育界·下旬 2020年1期
关键词:趣味化学实验泡腾片二氧化碳

臧颖

【摘要】笔者通过生活中常见的“泡腾片”设计了四个和初中化学相关的实验,可以单独在讲授新课时将其作为课堂导入,也可以将几个串联用于复习阶段的综合提高。这样做旨在还原化学从生活中来,再回归生活的本质。因此,教师可通过富有趣味性的实验调动学生的积极性,培养学生善于发现、学会用“化学的视角”看待分析问题的能力。

【关键词】泡腾片;趣味化学实验;二氧化碳

实验是体现化学无穷魅力的一个重要手段。和日常生活联系密切的化学实验不仅可以有效激发学生的学习兴趣,更向学生展示了一门联系生活、生产以及人类科技文明进步和发展的科学。义务教育阶段的化学教育不仅要引导学生更全面地认识物质世界的变化规律,而且要帮助学生更好地适应现代社会生活,提高学生的科学素养。如何培养学生发现“生活中的化学”,将“化学思维”运用到日常生活实践中,是所有化学教学工作者的基本目的之一。

笔者通过研究“维生素C泡腾片”的配料表,设计了四个实验。这四个实验在课堂教学中可以单一使用,也可以选取多个串联。前者适用于新课程的导入讲解,后者适用于复习阶段对学生综合能力的强化,可以有效避免复习阶段的单一乏味,并提高学生课堂的积极性,激发学生对化学学科的再认识,为他们的自主学习提供新思路。

一、碳酸氢钠和酸反应实验探究

1.实验准备

实验药品:维生素C泡腾片一片,蒸馏水、碳酸氢钠固体、稀盐酸、稀硫酸、澄清石灰水适量。

实验仪器:50ml烧杯3个、带导管的橡皮塞3个、试管三个、注射器三个。

2.实验步骤

按图1a连接仪器并检查装置的气密性,再在三个试管中分别装入泡腾片、碳酸氢钠,注射器中分别吸取蒸馏水、稀盐酸以及稀硫酸,再将注射器中液体注入。

3.实验现象以及原理分析

左侧试管中均产生大量气体,右侧澄清石灰水变浑浊。

反应原理依次如下:

以上三个化学方程式从微观角度来讲,本质都是氢离子和碳酸氢根离子反应生成水和二氧化碳。

4.实验拓展和延伸

利用此反应可以测定泡腾片中碳酸氢钠的含量,课堂上交流讨论测定碳酸氢钠含量的几种常见的方法与思路。按图1b连接好装置:首先,可以根据发生装置在反应前后减少的质量,借助于天平称量去计算产生二氧化碳的质量,再依此计算碳酸氢钠的质量得到数据A。其次,利用多功能瓶。根据吸收装置质量的增加去计算碳酸氢钠的质量得到数据B。再次,用多功能瓶通过排水法测量二氧化碳体积的方式得到数据C。最后,将数据A、B、C进行对比,探究水蒸气、二氧化碳溶于水以及装置体系内残余的气体等因素对实验测定结果产生的影响,对实验产生的误差进行分析并研究改进方法。也可以对其进行知识迁移,若是用盐酸反应还需要考虑挥发出的氯化氢对实验测定结果产生的影响。

二、泡腾片水溶液中颜色的去除

实验药品:活性炭、泡腾片、蒸馏水。

实验仪器:烧杯两个、漏斗、玻璃棒、带铁圈的铁架台、滤纸。

实验过程及现象:取泡腾片于烧杯中,向其中加入200毫升蒸馏水,反应结束后得橙黄色液体,再向其中加入适量活性炭,充分搅拌后过滤得澄清溶液。

原理分析:利用活性炭的吸附性除去颜色,如果是连续实验也可以避免橙色对后续实验的影响。

三、检验泡腾片中是否含有淀粉

实验药品:碘酒、脱色后的泡腾片溶液。

实验仪器:试管1支。

实验过程及现象: 向适量脱色后的泡腾片溶液中加入碘酒,无明显变化,未变蓝。

现象分析:原因一,维生素C具有还原性与碘单质发生如下化学反应。

原因二,淀粉在酸性条件下水解生成了葡萄糖。

四、检验泡腾片中是否含有葡萄糖

实验药品:新制的氢氧化铜、脱色后的泡腾片溶液。

实验仪器:试管1支、酒精灯、试管夹。

实验过程及现象: 向新制的氢氧化铜中加入适量脱色后的淀粉溶液,加热后產生砖红色沉淀。

现象分析:说明大多数淀粉发生了水解,生成了葡萄糖。

五、综述

本次实验选用的是亚宝药业生产的维生素C泡腾片,主要成分为:维生素C、碳酸氢钠、酒石酸、淀粉、蔗糖、氯化钠、β-胡萝卜素、柠檬黄等。维生素C泡腾片被用作化学课堂的实验展示比较常见,在高中化学教学中常被用作讲解维生素C的相关性质,还可以通过介绍滴定法来比较不同饮料或者果蔬中的维生素C含量。在初中化学实验教学中,维生素C泡腾片大多用来讲解二氧化碳的相关知识点。它可以在新授课堂时作为导入,也可在相关知识点复习的时候进行综合实验探究(可以参照本文设计的实验一)。本文另外设计的3个小实验最好是联合使用,在学习完淀粉和葡萄糖的知识后,教师可引导学生深入思考与探究,从而提高学生的知识迁移和综合运用的能力。笔者在一堂“奇妙的碳家族”公开课中就将四个实验放在一堂课上,但是弱化了实验一的能力迁移部分,利用其引出二氧化碳相关性质的讲解和复习。这一过程贯穿了从无机到有机,从二氧化碳、碳酸氢盐、碳酸盐到葡萄糖和淀粉。此时,教师可结合活性炭吸附性的讲解再引导学生补充回忆学习过的其他含碳物质,这样,初中阶段学习过的含有碳元素的物质就被汇总并建立了内在联系,从而使学生能够很好地绘制结构导图。这堂课对学生已有的知识进行了充分的提炼,并为学生提供了学习化学知识的新思路,课堂最后用温室效应来讨论二氧化碳的利弊,将整堂课提升到了情感态度价值观层面,传递给学生的则是“学以致用、回归生活”的科学素养。

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