薛晶　趙映荷

摘要：在分析人教版義務(wù)教育教科書(shū)九年級(jí)化學(xué)教材中二氧化碳制取及二氧化碳性質(zhì)的基礎(chǔ)上，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活中的物品相聯(lián)系，積極思考，從操作簡(jiǎn)便、節(jié)約環(huán)保、現(xiàn)象明顯等幾個(gè)角度引導(dǎo)學(xué)生參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中來(lái)，在實(shí)驗(yàn)中探究，在探究中思考，在思考中提高，最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：注射器；二氧化碳；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

文章編號(hào)：1008-0546（2014）03-0082-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

二氧化碳的制取及性質(zhì)是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，在上冊(cè)書(shū)中氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)、二氧化碳的制法的教學(xué)完善了由藥品的狀態(tài)及反應(yīng)的條件來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)裝置，由最簡(jiǎn)單的普通試管加帶導(dǎo)管的橡皮塞（固液不加熱型），到擴(kuò)大了容積的反應(yīng)容器（錐形瓶、燒瓶等），再到可以隨時(shí)添加液體藥品的儀器及可以隨時(shí)控制反應(yīng)開(kāi)始和停止的裝置，這條思路也正是引導(dǎo)學(xué)生要用創(chuàng)新的思維來(lái)思考。而在課本提供裝置的基礎(chǔ)上讓學(xué)生利用生活中的物品來(lái)設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)裝置，正體現(xiàn)了這一思路。通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，更好地幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)知反應(yīng)類型及由反應(yīng)的條件、反應(yīng)物的狀態(tài)來(lái)如何選擇生活中的物品對(duì)課本上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究并改進(jìn)，讓學(xué)生明白學(xué)化學(xué)并不等于學(xué)化學(xué)書(shū)。

一、設(shè)計(jì)意圖

教材中的二氧化碳的發(fā)生裝置不能隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，實(shí)驗(yàn)室雖有啟普發(fā)生器，但數(shù)量不多，不能普及到每一位學(xué)生。在一些課外資料上雖也有一些可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止的裝置，但制作起來(lái)不是很方便，而且玻璃儀器攜帶時(shí)容易破損。

教材中對(duì)二氧化碳溶解性實(shí)驗(yàn)是用飲料瓶來(lái)做的，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯，但因?yàn)轱嬃掀勘緛?lái)就很軟，有的同學(xué)會(huì)有疑問(wèn)說(shuō)“老師是不是用手把飲料瓶捏扁了”。而且學(xué)生對(duì)于二氧化碳“能溶于水”這句話只是膚淺的印象，沒(méi)有能夠理解“能溶于水”的意思，在做一些相關(guān)的題目時(shí)容易出錯(cuò)。用帶有刻度的注射器來(lái)做實(shí)驗(yàn)更直觀，再加上石灰水和氫氧鈉溶液與水和二氧化碳的溶解進(jìn)行對(duì)比，學(xué)生對(duì)二氧化碳溶解性的印象就更深了，同時(shí)還能直觀地比較二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)從“無(wú)現(xiàn)象”變?yōu)椤坝鞋F(xiàn)象”。

教材中的二氧化碳滅火器原理示意圖用的是帶支嘴的錐形瓶與小試管，這套裝置藥品的用量較大，雖然噴射效果好，但容易在演示該實(shí)驗(yàn)時(shí)把講臺(tái)邊弄得到處是泡沫，也不符合藥品的節(jié)約原則。

教材上已做過(guò)由傾倒二氧化碳先后將兩支不同高度的蠟燭熄滅的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明二氧化碳的密度比空氣大和二氧化碳既不能燃燒也不能支持燃燒的化學(xué)性質(zhì)同時(shí)驗(yàn)證，而通過(guò)改進(jìn)又可以將二氧化碳密度比空氣大的實(shí)驗(yàn)與二氧化碳與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)同時(shí)驗(yàn)證，開(kāi)拓了學(xué)生的創(chuàng)新視角。

二、儀器藥品及材料

注射器（20mL）七支、注射器10mL、1mL各一支、帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞、導(dǎo)管、小藥瓶、輸液管、輸液管上的止水夾四只、橡皮塞一只、小玻璃棒一根、玻璃直角導(dǎo)管二根、橡膠導(dǎo)管一根。

石灰石、稀鹽酸、蒸餾水、石灰水、氫氧化鈉溶液、 飽和碳酸鈉溶液、濃鹽酸、洗衣粉、用紫色石蕊試液浸泡過(guò)的濾紙若干（已烘干）。

三、實(shí)驗(yàn)裝置

四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象

1.可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止的二氧化碳發(fā)生裝置

（1）檢查裝置的氣密性：將導(dǎo)管放入水中，再用手握住注射器，有氣泡出現(xiàn)，則氣密性良好。（注：不要用推拉活塞的方法判斷氣密性情況）

（2）裝藥品：注射器B中入裝稀鹽酸，注射器A中裝入石灰石，然后將裝置再次連接好。推動(dòng)注射器B的活塞，將稀鹽酸從注射器B分幾次慢慢推入注射器A中，使固體藥品與液體藥品混合，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。

（3）將導(dǎo)管放入澄清石灰水中，石灰水變渾濁（圖5—圖6），把導(dǎo)管放入紫色石蕊試液中，紫色石蕊試液變紅（圖6—圖7），說(shuō)明有二氧化碳?xì)怏w從裝置中產(chǎn)生。

（4）反應(yīng)結(jié)束后，將導(dǎo)管先從石蕊試液中取出，再將注射器B的活塞拉出，使固體藥品與液體藥品分離，反應(yīng)停止。

2.二氧化碳的吸收比較裝置

（1）先將三支注射器中分別吸入10mL蒸餾水、石灰水、氫氧化鈉溶液。

（2）再分別吸入10mL二氧化碳?xì)怏w（圖8）。

（3）吸入二氧化碳?xì)怏w后立即關(guān)緊止水夾，反復(fù)多次將裝置倒轉(zhuǎn)，使得注射器中的液體與氣體充分接觸。

（4）可明顯看到，由于二氧化碳在水中的溶解以及與氫氧化鈣、氫氧化鈉的反應(yīng)而使得三支注射器的活塞處在不同的刻度處（圖9）。

3.微型二氧化碳滅火器裝置

（1）在10mL注射器中加入5mL左右飽和碳酸鈉溶液及少許洗衣粉，

（2）在1mL注射器中加入濃鹽酸，

（3）如圖，連接好裝置后將1mL注射器中的濃鹽酸推入10mL注射器，迅速反應(yīng)，帶泡沫的二氧化碳由10mL的注射器向外噴射（圖10），將燃著的蠟燭撲滅（圖11）。

4.二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置

（1）在一支20mL的注射器上的10mL處鉆一個(gè)孔。

（2）在一根比注射器略短的玻璃棒上卷上三段紫色石蕊試液浸泡過(guò)的濾紙條。

（3）然后在底部和20mL處的濾紙上滴上1滴水，10mL處的紙保持干燥，放入注射器中。

（4）用剛剛收集到的二氧化碳?xì)怏w從的小孔處慢慢注入。

（5）可觀察到，下面潮濕的濾紙先變紅了，上面潮濕的濾紙的后變紅，中間10mL處沒(méi)有滴水的濾紙不變色（圖12）。由此可以說(shuō)明，①干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊變紅；②二氧化碳與水生成的碳酸可以使紫色石蕊變紅；③二氧化碳的密度比空氣大。

五、注意事項(xiàng)

（1）不要用推拉活塞的方法判斷氣密性情況。

（2）二氧化碳在水中的溶解性要用蒸餾水來(lái)做，防止水中已溶解部分空氣中的二氧化碳而影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。endprint

這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的二氧化碳?xì)怏w最好是用排水法收集，因?yàn)榕潘ㄊ占亩趸細(xì)怏w較排空氣法更純凈，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也更明顯。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中二氧化碳的溶解度并不能與書(shū)上提及的1體積水中能溶解1體積的二氧化碳相同，而是溶得要少一些，因?yàn)榻滩纳系臄?shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定的，而筆者的這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在室溫下進(jìn)行的。

（3）10mL注射器上的針頭若不裝也可以噴出帶泡沫的二氧化碳，但噴射效果不及裝上針頭的噴射效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)把針頭前最尖端的部分要去除，以防受傷。

（4）推動(dòng)注射器活塞時(shí)要慢，防止二氧化碳一下子裝滿放有濾紙的注射器，且這個(gè)實(shí)驗(yàn)中用到的二氧化碳?xì)怏w不要用排水法收集，要收集干燥的二氧化碳?xì)怏w。

六、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1.氣密性好，現(xiàn)象明顯

（1）注射器氣密性好，操作簡(jiǎn)單。

（2）在二氧化碳的發(fā)生裝置中，隨著注射器B的活塞推進(jìn)或拉出可以很方便地控制反應(yīng)的開(kāi)始或停止。推壓注射器添加稀鹽酸可以控制二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生的快慢，因此很好地控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

2.有刻度，便于數(shù)據(jù)分析

（1）由這組實(shí)驗(yàn)可以更直觀地認(rèn)識(shí)到二氧化碳在水中的溶解性， 用數(shù)據(jù)來(lái)幫助學(xué)生了解“能溶于水”這句話。

（2）可以將二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)與二氧化碳溶于水進(jìn)行比較，使得原本沒(méi)有現(xiàn)象的二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)變?yōu)?“有現(xiàn)象”。

（3）二氧化碳與石灰水的反應(yīng)現(xiàn)象明顯，但吸收二氧化碳的量卻不及氫氧化鈉溶液，由此現(xiàn)象可讓學(xué)生理解，為什么檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水，而吸收二氧化碳卻要用氫氧化鈉溶液。

3.藥品用量少，環(huán)保節(jié)約

（1）教材上的裝置藥品用量較多，改進(jìn)后用量較少，現(xiàn)象一樣很明顯。

（2）有利于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新精神和環(huán)境保護(hù)教育，彌補(bǔ)了部分中學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的不足。

4.材料常見(jiàn)，易于推廣

取材方便，操作安全、簡(jiǎn)便，適合學(xué)生人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，易于推廣。

七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)反思

新課程背景下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上趨向生活化、綠色化，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上講求探究化、綠色化、微型化。[1]教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不一定每個(gè)都是最好的，這需要我們教師在平時(shí)的工作中注意積累經(jīng)驗(yàn)、積極思考，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)與身邊的物質(zhì)緊密聯(lián)系到一起，充分利用生活中常見(jiàn)到的材料用于改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也帶動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生一起用常見(jiàn)材料來(lái)完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉知新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2009：196-203endprint

這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的二氧化碳?xì)怏w最好是用排水法收集，因?yàn)榕潘ㄊ占亩趸細(xì)怏w較排空氣法更純凈，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也更明顯。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中二氧化碳的溶解度并不能與書(shū)上提及的1體積水中能溶解1體積的二氧化碳相同，而是溶得要少一些，因?yàn)榻滩纳系臄?shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定的，而筆者的這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在室溫下進(jìn)行的。

（3）10mL注射器上的針頭若不裝也可以噴出帶泡沫的二氧化碳，但噴射效果不及裝上針頭的噴射效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)把針頭前最尖端的部分要去除，以防受傷。

（4）推動(dòng)注射器活塞時(shí)要慢，防止二氧化碳一下子裝滿放有濾紙的注射器，且這個(gè)實(shí)驗(yàn)中用到的二氧化碳?xì)怏w不要用排水法收集，要收集干燥的二氧化碳?xì)怏w。

六、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1.氣密性好，現(xiàn)象明顯

（1）注射器氣密性好，操作簡(jiǎn)單。

（2）在二氧化碳的發(fā)生裝置中，隨著注射器B的活塞推進(jìn)或拉出可以很方便地控制反應(yīng)的開(kāi)始或停止。推壓注射器添加稀鹽酸可以控制二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生的快慢，因此很好地控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

2.有刻度，便于數(shù)據(jù)分析

（1）由這組實(shí)驗(yàn)可以更直觀地認(rèn)識(shí)到二氧化碳在水中的溶解性， 用數(shù)據(jù)來(lái)幫助學(xué)生了解“能溶于水”這句話。

（2）可以將二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)與二氧化碳溶于水進(jìn)行比較，使得原本沒(méi)有現(xiàn)象的二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)變?yōu)?“有現(xiàn)象”。

（3）二氧化碳與石灰水的反應(yīng)現(xiàn)象明顯，但吸收二氧化碳的量卻不及氫氧化鈉溶液，由此現(xiàn)象可讓學(xué)生理解，為什么檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水，而吸收二氧化碳卻要用氫氧化鈉溶液。

3.藥品用量少，環(huán)保節(jié)約

（1）教材上的裝置藥品用量較多，改進(jìn)后用量較少，現(xiàn)象一樣很明顯。

（2）有利于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新精神和環(huán)境保護(hù)教育，彌補(bǔ)了部分中學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的不足。

4.材料常見(jiàn)，易于推廣

取材方便，操作安全、簡(jiǎn)便，適合學(xué)生人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，易于推廣。

七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)反思

新課程背景下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上趨向生活化、綠色化，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上講求探究化、綠色化、微型化。[1]教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不一定每個(gè)都是最好的，這需要我們教師在平時(shí)的工作中注意積累經(jīng)驗(yàn)、積極思考，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)與身邊的物質(zhì)緊密聯(lián)系到一起，充分利用生活中常見(jiàn)到的材料用于改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也帶動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生一起用常見(jiàn)材料來(lái)完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉知新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2009：196-203endprint

這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的二氧化碳?xì)怏w最好是用排水法收集，因?yàn)榕潘ㄊ占亩趸細(xì)怏w較排空氣法更純凈，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也更明顯。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中二氧化碳的溶解度并不能與書(shū)上提及的1體積水中能溶解1體積的二氧化碳相同，而是溶得要少一些，因?yàn)榻滩纳系臄?shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定的，而筆者的這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在室溫下進(jìn)行的。

（3）10mL注射器上的針頭若不裝也可以噴出帶泡沫的二氧化碳，但噴射效果不及裝上針頭的噴射效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)把針頭前最尖端的部分要去除，以防受傷。

（4）推動(dòng)注射器活塞時(shí)要慢，防止二氧化碳一下子裝滿放有濾紙的注射器，且這個(gè)實(shí)驗(yàn)中用到的二氧化碳?xì)怏w不要用排水法收集，要收集干燥的二氧化碳?xì)怏w。

六、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1.氣密性好，現(xiàn)象明顯

（1）注射器氣密性好，操作簡(jiǎn)單。

（2）在二氧化碳的發(fā)生裝置中，隨著注射器B的活塞推進(jìn)或拉出可以很方便地控制反應(yīng)的開(kāi)始或停止。推壓注射器添加稀鹽酸可以控制二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生的快慢，因此很好地控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

2.有刻度，便于數(shù)據(jù)分析

（1）由這組實(shí)驗(yàn)可以更直觀地認(rèn)識(shí)到二氧化碳在水中的溶解性， 用數(shù)據(jù)來(lái)幫助學(xué)生了解“能溶于水”這句話。

（2）可以將二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)與二氧化碳溶于水進(jìn)行比較，使得原本沒(méi)有現(xiàn)象的二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)變?yōu)?“有現(xiàn)象”。

（3）二氧化碳與石灰水的反應(yīng)現(xiàn)象明顯，但吸收二氧化碳的量卻不及氫氧化鈉溶液，由此現(xiàn)象可讓學(xué)生理解，為什么檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水，而吸收二氧化碳卻要用氫氧化鈉溶液。

3.藥品用量少，環(huán)保節(jié)約

（1）教材上的裝置藥品用量較多，改進(jìn)后用量較少，現(xiàn)象一樣很明顯。

（2）有利于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新精神和環(huán)境保護(hù)教育，彌補(bǔ)了部分中學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的不足。

4.材料常見(jiàn)，易于推廣

取材方便，操作安全、簡(jiǎn)便，適合學(xué)生人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，易于推廣。

七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)反思

新課程背景下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上趨向生活化、綠色化，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上講求探究化、綠色化、微型化。[1]教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不一定每個(gè)都是最好的，這需要我們教師在平時(shí)的工作中注意積累經(jīng)驗(yàn)、積極思考，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)與身邊的物質(zhì)緊密聯(lián)系到一起，充分利用生活中常見(jiàn)到的材料用于改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也帶動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生一起用常見(jiàn)材料來(lái)完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉知新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2009：196-203endprint