“碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的再改進(jìn)

文 卜 偉 李德前

(卜偉，本科，中教一級(jí)，江蘇省徐州市第三十五中學(xué)，221009。李德前，本科，中教特級(jí)，江蘇省徐州市西苑中學(xué)，221006)

2012年出版的滬教版義務(wù)教育教科書《化學(xué)》(九年級(jí)上冊(cè))第102頁(yè)安排了“碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，托盤天平略)。此實(shí)驗(yàn)裝置雖然改變了舊版教科書中涉及的2個(gè)化學(xué)反應(yīng)的弊端[1]，但在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)向密閉的錐形瓶里注入稀鹽酸時(shí)有時(shí)會(huì)發(fā)生沖塞現(xiàn)象。另外，每次實(shí)驗(yàn)后注射器里都要再次吸入稀鹽酸，操作不夠簡(jiǎn)便?，F(xiàn)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些改進(jìn)。

圖1

一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的思路

保留實(shí)驗(yàn)體系封閉、反應(yīng)前后裝置外形基本不變(實(shí)驗(yàn)中注射器活塞會(huì)豎直上移一小段距離)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)可以連續(xù)使用、實(shí)驗(yàn)中不會(huì)發(fā)生沖塞、操作相對(duì)簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)裝置。

二、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示(盛放Y形管的燒杯和托盤天平略)。

主要實(shí)驗(yàn)用品：Y形管，50 mL注射器，橡皮塞，玻璃絲，顆粒狀碳酸鈣(或塊狀石灰石)，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的稀鹽酸。

圖2

三、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作

(1)取一個(gè)大小合適的Y形管，在左支管里加入大約10 g顆粒狀碳酸鈣(或塊狀石灰石)，并在左支管的管口處塞一團(tuán)玻璃絲；然后在右支管里注入不超過支管容積一半的稀鹽酸，再按圖2連好實(shí)驗(yàn)裝置。

(2)將處于0刻度的注射器(確保其潤(rùn)滑性良好)活塞輕輕向上拉動(dòng)一小段距離，松開手后，若注射器活塞能回到原來的0刻度位置，則裝置不漏氣。

(3)將圖2的實(shí)驗(yàn)裝置放入燒杯里，再將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置輕輕放在托盤天平的左盤上，并用砝碼平衡，記下第一次稱量的質(zhì)量。

(4)取下Y形管，然后將其豎直向左傾斜，使稀鹽酸流入左支管中，可看到碳酸鈣表面冒出氣泡，同時(shí)注射器活塞慢慢向上運(yùn)動(dòng)。等到注射器活塞上移到大約30 mL刻度時(shí)，將Y形管豎直向右傾斜，使左支管中的稀鹽酸流回右支管中，反應(yīng)立刻停止。再把Y形管輕輕放回到燒杯里，進(jìn)行第二次稱量，并記下第二次稱量的質(zhì)量。

(5)兩次稱量值相等，說明碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)前后的質(zhì)量保持不變。

(6)延伸實(shí)驗(yàn)：取下Y形管，拔掉橡皮塞，將注射器里的二氧化碳?xì)怏w排出，再將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置連接好，重新放回到托盤天平的左盤上進(jìn)行第三次稱量，發(fā)現(xiàn)稱量值變小了。這說明反應(yīng)前后相等的是“各物質(zhì)的質(zhì)量總和”[2]，也說明驗(yàn)證和探究質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)，必須在密閉的裝置內(nèi)進(jìn)行。

(7)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)裝置無需清洗，即可在另外一個(gè)班級(jí)繼續(xù)使用(重復(fù)上述操作)。一次添加足量的稀鹽酸和碳酸鈣，可以連續(xù)進(jìn)行6～7次實(shí)驗(yàn)。

(8)幾個(gè)班級(jí)的授課結(jié)束后，拆開實(shí)驗(yàn)裝置清洗，以備后用。

四、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙，操作相對(duì)簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益。

(2)反應(yīng)的發(fā)生和停止容易控制，適合在多個(gè)班級(jí)連續(xù)授課使用，提高了課堂教學(xué)效率。

[1]李德前.“碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)前后質(zhì)量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教育,2011(10):84-85.

[2]李偉,李德前.滬教版“碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2011(24):63,70.