二氧化碳性质的实验创新

龙运芝

【摘要】在近几年的教育改革中，教育部加大对学生思维能力和动手能力的考察。本文中主要介绍了对九年级化学中的二氧化碳性质及其实验进行创新，能够更直观的反应其性质，更加简便的操作也增加了课堂的乐趣，激发学生对化学学习乐趣。

【关键词】二氧化碳性质;实验创新;课堂

对于初中生在日常生活中对二氧化碳只不过是一些浅显的认识，只能通过本能的想像，比如大部分学生知道温室效应，但却不知道是二氧化碳的什么性质引起的。然而只有当他们在真正接触到了化学时，才会知道二氧化碳在常温下是无色无味气体，密度比空气大等等性质，但是在学习这节课时，经验丰富教师都会在课堂进行对二氧化碳性质的实验探究（如二氧化碳倾倒实验和二氧化碳和水互溶实验）以便学生更加直观的了解其性质，增加对化学学习热情。在进行此实验时，难免会发生不可预料的场面，如倾倒二氧化碳时失误造成上方蜡烛先熄灭，玻璃盖没有密闭好而造成漏气现象还需重新收集。这些情况会耽误大量课上时间，因此，为了避免以上情况出现，本文在结合二氧化碳的性质后对教材实验进行理论上创新。

一、二氧化碳的性质

（一）化学性质

二氧化碳身为生活中最常见碳氧化合物之一，是一种无机物，不可燃烧，通常也不支持燃烧，低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐（初中不常接触），属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合价为+4价，处于碳元素的最高价态，故其具有氧化性（但氧化性不强）而无还原性。二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸，而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳;一定条件下，二氧化碳能与碱性氧化物反应生成相应的盐。初中化学不会深入研究，所以在本文改进实验中学生们会掌握初中常见的涉及二氧化碳常见化学性质，如不可燃烧、不支持燃烧、会与水反应生成碳酸和使紫色石蕊变为红色。

（二）物理性质

二氧化碳的化学式为CO2，化学式量为44.0095。常温常压下是一种无色无味或无色无嗅（嗅不出味道）而略有酸味的气体，也是一种常见的温室气体，还是空气的组分之一（占大气总体积的0.03%-0.04%）。二氧化碳的沸点为-78.5℃，熔点为-56.6℃，密度比空气密度大（标准条件下），溶于水和烃类等多数有机溶剂。在本文中会涉及二氧化碳的密度大于空气和水互溶的物理性质。

二、 实验改进

拿住塑料瓶，固定在桌子上，然后用酒精灯灼烧玻璃管，在塑料瓶中间开一个与玻璃喷嘴一样大小的孔，上下等距切割，用玻璃管插入三个小孔，接着调节不同高度的蜡烛，放在侧管口下方。中心管与另一根锥形玻璃管相连，另一根玻璃管相连。锥形瓶中装有石灰石，分液漏斗中装有稀盐酸。分液漏斗可以控制稀盐酸的流速。将一个大试管包裹在 3 张干燥的紫色石蜡纸中，喷上稀醋酸，保持中心干燥并用水润湿底部。

实验开始时，在包裹试管外壁的三张紫色石蜡纸顶部喷稀醋酸，底部喷水，保持中心干燥。比较三者，然后将它们放入塑料瓶中。然后点燃不同位置的两根蜡烛，并使它们靠近与这些位置匹配的孔。打开分液漏斗上的旋钮，观察立即产生的气体。一旦气体进入最左边的 塑料瓶，我们可以： 找到底部 首先关闭蜡烛。此时，用夹子夹住试管底部使底部闭合，观察顶部蜡烛和紫色石蜡纸的变化。

该实验主要在单个实验中改进了对多种二氧化碳特性的研究。这节省了上课时间，使实验更简单易操作，并减少了师生之间的距离。除此之外，老师对实验设备进行了微小的改动，将其变成了一个速率可控的设备。这使得实验更加安全可控，减少了实验问题，提高了实验效率。

实验现象为下端燃烧的蜡烛最先熄灭，其次上端蜡烛熄灭，最后紫色石蕊试纸变为色。在此次创新实验所包含的化学性质有：二氧化碳的不助燃性、不可燃性、易溶于水、密度比水大，能与水结合后形成稀醋酸（易分解，实验中能够发现其反应反应方程式为CO2+ HO2= H2CO3），稀盐酸可以与石灰石反应生成二氧化碳（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ）

三、总结

（一）改进后实验的成功率高

对于向下倾倒二氧化碳实验来说，下部分蜡烛先熄灭，更具有说服力同时，又增加了实验的成功率。而相比于课本实验中的发生装置用长颈漏斗替换为分液漏斗有效控制了反应的速率，避免了收集二氧化碳时的失误。避免课堂出现类似收集装置漏气等实验失误，教师争取课堂时间。

（二）改进后的实验利于学生的操作

将课本上用紫色石蕊小花的对照实验的多个步骤减少为三个降低了实验难度同时又避免学生因烘烤紫色花等问题时发生意外，并且熄灭蜡烛和紫色石蕊的变色顺序可以更加清晰反应二氧化碳具有似水的流动性，使二氧化碳多个性质合为一体，更能使学生充分理解实验，增强创新意识，使学生思维更加敏捷。

（三）改进后的实验可视性增强

改进后的实验通过左侧的塑料瓶旁蜡烛的燃烧情况，上方紫色石蕊变色情况更加清楚明了的反应二氧化碳的性质，实验的现象明显，实验更富有趣味性，更加充分学生对实验的理解，增加学生对课堂利用的黄金时间。

参考文献：

贲雪梅. 二氧化碳性质的实验创新及教学过程设计[J]. 文理导航（中旬）， 2019（26）：45-45.

余利军. "二氧化碳性质实验创新设计." 浙江教育技術 4（2012）.