羅相偉

摘要：二氧化碳試驗是中學(xué)化學(xué)實驗中非常重要的一項實驗，但教材中所設(shè)計的二氧化碳制取裝置存在一定的弊端，筆者結(jié)合多年實踐教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合教材內(nèi)容及原裝置所存在的問題，進行整合改進，創(chuàng)造性地設(shè)計了具有較強實踐意義的二氧化碳制取新裝置。

關(guān)鍵詞：化學(xué)；二氧化碳制??；裝置改進

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 文章編號：1006-5962（2013）06-0231-02

隨著時代的進步，社會的發(fā)展，創(chuàng)新在社會中的作用已經(jīng)越來越重要，不僅是推動社會進步的不竭之力，更是推動國家逐漸走向繁榮昌盛的根本保證。伴隨著素質(zhì)教育的改革步伐，創(chuàng)新也成為了教育中不可或缺的重要元素，而要真正實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，這就必須依靠教育教學(xué)活動來推動^[1]?；瘜W(xué)是一門以實驗為主的學(xué)科，尤其針對中學(xué)階段的學(xué)生，通過化學(xué)實驗?zāi)軌蛴行Ъぐl(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，且在培養(yǎng)學(xué)生探索性和創(chuàng)新性思考上具有重要意義。

在初中化學(xué)教材中，將二氧化碳制作劃分為重要的學(xué)習內(nèi)容，也是考試中非常容易出現(xiàn)的內(nèi)容。為了使學(xué)生真正掌握二氧化碳的相關(guān)知識，教材中通過二氧化碳制取實驗進行探究，這不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究習慣，同時能夠更加將看不見摸不著的二氧化碳形象化^[2]。但在實際教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)教材中所設(shè)計的二氧化碳制取裝置存在一定的弊端，例如：盡管制取方法非常簡單，但卻無法做到隨用隨取，且在二氧化碳制取時，非常不容易因密閉性不強而將制作好的二氧化碳流失，使得準備好的二氧化碳氣體濃度變小，使得實驗效果不明顯或失敗。加之，制取裝置均為玻璃器材，稍有不慎，就會損壞器材。不僅如此，制作時無法準確取舍用量，使得大量化學(xué)藥品被浪費等。為了避免這些情況的再次出現(xiàn)，筆者結(jié)合多年教學(xué)實踐經(jīng)驗及教材內(nèi)容，對化學(xué)實驗室制取二氧化碳進行了改進，具體改進措施如下。

1 教材中二氧化碳制取裝置的不足之處

教材中二氧化碳制取裝置如圖1所見：

上述裝置非常單一，操作方法可以說也非常簡單，但這兩套裝置均存在無法有效控制反應(yīng)的共通點，即無法做到隨用隨取，不用即停。只要在錐形瓶或試管中加入稀鹽酸溶液后，固體與液體將隨即進行反應(yīng)，盡管反應(yīng)迅速，但卻無法控制瓶內(nèi)反應(yīng)，唯有將液體倒掉才能夠停止反應(yīng)；無法自動排泄液體，使用后清理非常不方便。

2 二氧化碳制取裝置的改進設(shè)計

根據(jù)教材內(nèi)容以及教材中原裝置的弊端，對二氧化碳制取裝置進行改進，改進裝置如圖2所見：

經(jīng)過改進的二氧化碳制取裝置，不僅克服了教材中制取裝置的弊端，并在兩點上進行了改進。就性能而言，能夠做到隨用隨取，快速反應(yīng)，且能滿足教學(xué)中不用即停的要求，是固體與液體迅速分離，并且對排泄液體進行了改進，可以非常迅速地處理。在反應(yīng)瓶B中接入玻璃彎管是該裝置的一大改進亮點，通過彎管可以僅對液體進行處理，也就是說固體顆粒是無法進入到彎管內(nèi)的，當需要停止制取時，可隨時停止瓶內(nèi)反應(yīng)。剩余的液體還能夠通過乳膠管回流，只需要用止血夾B將導(dǎo)管夾閉即可，液體將逐漸回流至漏斗A瓶內(nèi)，以此來達到固液分離的目的。該方法結(jié)合了物理學(xué)中的氣壓和連通器原理，這也是該裝置非常值得一提的改進地方。此外，在排泄反應(yīng)后液體的改進設(shè)計上，同樣是結(jié)合了物理學(xué)中的氣壓和連通器原理。

3 改進裝置二氧化碳的制取

改進裝置所使用的材料為250mL雪碧瓶，其中漏斗瓶A與反應(yīng)瓶B均為雪碧瓶，漏斗瓶A是雪碧瓶的瓶口部位，將其倒置安裝在裝置上即可，保留雪碧瓶的瓶蓋，在蓋上取小孔，將Y型玻璃管倒插在瓶蓋上。反應(yīng)瓶B則為雪碧瓶的底部和瓶口部，在瓶底上取小孔，將U型玻璃管和隔板安裝到相應(yīng)位置。再在反應(yīng)瓶B瓶蓋上取小孔，將玻璃彎管插入其中，后將反應(yīng)B的上下兩個部分用膠粘合起來。密封處除了發(fā)揮瓶蓋的密閉效果外，還在裝置連接與玻璃管連接處運用上乳膠管，使得密封效果效果非常理想。反應(yīng)瓶B中的多孔隔板也選擇了塑料制作，在塑料上取小孔，將彎管插入其中，再用彎管對多孔隔板進行固定。隨后將反應(yīng)瓶A上的Y型管用兩支乳膠管連接起來，夾上止水夾A，這分支為液體排泄管。將反應(yīng)瓶B下的玻璃管與乳膠管連接起后，該裝置即可完成。

4 改進裝置的使用說明

4.1 氣密性的檢驗 用夾子將導(dǎo)管夾閉，排液管也同時夾閉，在漏斗A中加入適量的水，觀察漏斗中水高度變化，若無任何變化，則表示裝置氣密性良好，反之漏氣。將排泄管的止水夾打開，將漏斗A中的水排盡（反應(yīng)瓶B的底部比Y型管的分支高），排盡后即可用止水夾A將導(dǎo)管夾閉。該裝置的氣密性檢查完畢。

4.2 添加藥品，制取氣體 用鑷子取適量石灰石放置在反應(yīng)瓶B中，將瓶蓋擰緊，在漏斗A內(nèi)加入少量的稀鹽酸，將導(dǎo)氣管的夾子打開，漏斗A中的液體將經(jīng)過乳膠管流入反應(yīng)瓶B中，兩者即可開始反應(yīng)，即可制取二氧化碳。

4.3 反應(yīng)隨時停止，隨時發(fā)生的操作 在二氧化碳的制取過程中，若需要立即停止制取，則可運用止水夾B將導(dǎo)氣管夾閉，此時，液體將在壓力的作用下，逐漸回流至漏斗內(nèi)，使固體與液體快速分離。若需再次制作，則將止水夾B打開即可。

4.4 反應(yīng)后余液的回收 當課堂教學(xué)完成后，需要對未使用的試液進行回收，只需要調(diào)整支架，使漏斗A底部連接的Y型分支管低于反應(yīng)瓶B即可，再將A、B兩支止水夾同時打開，液體將在氣壓的作用下，逐漸通過排泄液流出。隨后將試驗藥品從反應(yīng)瓶B中取出，完成裝置的清洗即可。

5 實踐效果

在課堂教學(xué)中，使用該裝置進行二氧化碳的制取，取得了非常好的效果，不僅具備了環(huán)保理念，同時大大節(jié)約了化學(xué)藥品。此外，經(jīng)過實踐驗證，在完成藥品的放置后，幾天內(nèi)均能夠正常使用。

6 改進反思

在裝置改進中，所選擇的材料符合當前環(huán)保理念，避免了在制取中出現(xiàn)損壞教具的情況。同時非常利于課堂教學(xué)使用，避免了實驗不停反應(yīng)過多吸引學(xué)生注意力的情況。在裝置改進中，結(jié)合了物理學(xué)科，使學(xué)生意識到學(xué)科之間的相通性，學(xué)習思維更加開闊。

參考文獻

[1] 余利軍. 二氧化碳性質(zhì)實驗創(chuàng)新設(shè)計[J]. 浙江教育技術(shù)， 2012，08（15）.

[2] 王士富. 二氧化碳性質(zhì)實驗的研究性創(chuàng)新[J]. 中學(xué)教學(xué)參考， 2009，12（1）.