二氧化碳性質的實驗是中學人教版教材中的一個重要實驗,為了彌補教材實驗的不足,在《數(shù)理化》2016年第5期中,資魚葉設計了二氧化碳性質的創(chuàng)新實驗,將多個實驗合并,實驗過程一氣呵成,讓大家更加系統(tǒng)和完整地認識二氧化碳性質的實驗。但筆者發(fā)現(xiàn)此裝置缺少二氧化碳與澄清石灰水反應的裝置和溶解性驗證的裝置。在此基礎上,筆者對實驗裝置再次進行改進,設計出一套更加完善的實驗裝置,可以更全面地驗證二氧化碳的性質。
一、實驗改進
1.實驗用品。
(l)藥品:石灰石、稀鹽酸、澄清石灰水、干燥的藍色石蕊試紙、蠟燭、火柴。
(2)儀器:長頸漏斗、錐形瓶、球形干燥管、集氣瓶、燒杯、鑷子、三通管、20 mL注射器(一支)、雙孑L橡皮塞(2個)、單孔橡皮塞(1個)、若干玻璃管和膠皮管、止水夾。
2.改進后的實驗裝置圖,如圖l所示。
3.實驗步驟和現(xiàn)象。
(1)連接裝置:按圖示將裝置連接好。
(2)檢驗裝置的氣密性:打開止水夾1、2,用止水夾夾緊集氣瓶后部的膠皮管,往長頸漏斗中注水,待水淹沒長頸漏斗下端時,向外拉注射器,若長頸漏斗下端有氣泡冒出,說明裝置的氣密性良好。
(3)裝藥品:向錐形瓶中加入8-9粒石灰石,用注射器抽取10 mL蒸餾水,在球形干燥管中滴加1-2 mL澄清石灰水,在集氣瓶中放人準備好的藍色石蕊試紙(用水在干燥的藍色石蕊試紙上書寫“CO2”),將所有儀器按照圖示連接好。
(4)開始實驗:打開止水夾1,關閉止水夾2,從長頸漏斗中加入稀鹽酸,我們會看到錐形瓶中有氣泡產生,球形干燥管中的澄清石灰水變渾濁(證明二氧化碳能與澄清石灰水反應)。集氣瓶中書寫“CO2”部分的藍色石蕊試紙變紅,而其他地方仍然是藍色(證明二氧化碳本身不能使干燥的藍色石蕊試紙變紅,二氧化碳與水反應生成的碳酸能使干燥的藍色石蕊試紙變紅)。燒杯中的蠟燭從下到上依次熄滅(證明二氧化碳的密度比空氣的大,不能燃燒,不支持燃燒)。關閉止水夾1,打開止水2,抽取二氧化碳10 mL,此時注射器的刻度為20 mL。關閉止水夾2,打開止水夾l,晃動注射器,發(fā)現(xiàn)活塞移至15 mL處,證明二氧化碳能溶于水,使注射器中的壓強變小,所以活塞能移動。從集氣瓶中取出已部分變色的藍色石蕊試紙,吹干后發(fā)現(xiàn)已變色的“C02”又恢復為原來的顏色,說明碳酸不穩(wěn)定,易分解。
二、改進后的優(yōu)點
1.該實驗裝置將二氧化碳的制取和所有的性質實驗合為一體,三四分鐘即可完成教材中的所有實驗,大大提高了實驗效率。
2.二氧化碳氣體現(xiàn)制現(xiàn)用,不存在因為放置時間長而出現(xiàn)漏氣等現(xiàn)象,只要操作沒問題,現(xiàn)象則十分明顯,成功率很高。
3.用水在干燥的藍色石蕊試紙上書寫“C02”,增加了學生的興趣,另外也不需要反復做對照實驗,大大減少了工作量。
4.通過注射器刻度的變化,讓學生了解定量的方法,另外實驗結果更有說服力。
三、注意事項
1.此裝置實驗所需時間較短,應先觀察蠟燭熄滅的現(xiàn)象,防止觀察不到蠟燭從下往上依次熄滅這一現(xiàn)象。
2.實驗過程中,打開、關閉止水夾l或止水夾2的速度要快,防止氣體把液體壓人長頸漏斗而溢出。
作者單位:河南師范大學附屬中學