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
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。
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
(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。
(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.