山東省濰坊市濱海區(qū)濰坊藍(lán)海學(xué)校(261108) 張 君 楊學(xué)剛

1 實(shí)驗(yàn)器材

自制二氧化碳發(fā)生器,自制套管裝置,自制二氧化碳擋板火盒,自制噴泉演示器,飲料瓶,導(dǎo)管,橡膠塞等。

2 實(shí)驗(yàn)用品

鹽酸、大理石、被石蕊試液染成紫色的紙條、澄清石灰水、氫氧化鈉等。

3 自制儀器介紹

3.1 自制二氧化碳發(fā)生器

該發(fā)生器是用生活中兩個大小不同的飲料瓶制成的。小瓶套放在大瓶中,小瓶底部留豆粒大小的孔,小瓶中裝入大理石塊,大瓶中裝入適量鹽酸。大理石和鹽酸接觸,打開止水夾,產(chǎn)生氣體;當(dāng)關(guān)閉止水夾時(shí),小瓶中氣體增多壓強(qiáng)變大,使鹽酸液面下降,當(dāng)鹽酸和大理石分離時(shí)反應(yīng)停止。需要產(chǎn)生氣體時(shí),打開止水夾,鹽酸和大理石接觸,反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

3.2 自制套管裝置

該裝置是用生活中的飲料瓶制成的。將飲料瓶當(dāng)作外面的管,瓶中間留進(jìn)氣的小孔;塑料棒作為里面的套管。在塑料管外從上往下分別粘3張被石蕊試液染色的紙條(3張紙條從上往下分別保持濕潤、干燥、濕潤的狀態(tài)),進(jìn)氣管對準(zhǔn)中間的紙條,瓶底放入少量澄清石灰水,這樣做更適合對比觀察。

3.3 自制二氧化碳擋板火盒

該自制儀器是用硬質(zhì)飲料瓶制成的,透明材質(zhì),便于觀察。盒中擋板的下端有孔,高度不同的兩根蠟燭在擋板一側(cè)燃燒,在擋板另一側(cè)傾倒二氧化碳?？蓽?zhǔn)備另外一個二氧化碳擋板火盒同時(shí)做對比實(shí)驗(yàn),這樣可排除實(shí)驗(yàn)中其他因素的干擾,更加準(zhǔn)確地觀察到二氧化碳的滅火效果。

3.4 自制噴泉演示器

該演示器是用小桶和玻璃瓶組合而成的。在瓶中留少許水,收集1瓶二氧化碳?xì)怏w,加入適量氫氧化鈉顆粒,關(guān)閉止水夾,連接好橡皮塞和導(dǎo)管,搖晃玻璃瓶,導(dǎo)管一端伸入水中,打開止水夾,觀察到形成噴泉。

4 自制儀器的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)自制二氧化碳發(fā)生器可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止,是大量使用氣體的最優(yōu)制取裝置;缺點(diǎn)是使用的鹽酸較多。

(2)自制套管裝置可以同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)探究實(shí)驗(yàn),是高效快捷的實(shí)驗(yàn)器材,比教材中的實(shí)驗(yàn)方法更方便。

(3)自制二氧化碳擋板火盒,擋板下方留孔,可以更好的展現(xiàn)出二氧化碳的滅火效果,排除其他因素的干擾,另外增加了對比實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)準(zhǔn)確。

(4)自制噴泉演示器利用了二氧化碳和氫氧化鈉的反應(yīng),產(chǎn)生神奇的噴泉,增強(qiáng)了探究的趣味性。

5 實(shí)驗(yàn)原理

(1)大理石和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。

(2)二氧化碳能溶于水。

(3)二氧化碳不支持燃燒。

(4)二氧化碳能與水反應(yīng)。

(5)二氧化碳使石灰水變渾濁。

(6)二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)。

(7)二氧化碳?xì)怏w密度比空氣密度大。

6 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

6.1 探究二氧化碳溶解性實(shí)驗(yàn)

利用自制氣體發(fā)生器產(chǎn)生氣體,用礦泉水瓶收集1瓶二氧化碳?xì)怏w,迅速向瓶中倒入適量清水,擰緊瓶塞搖晃,觀察到水瓶變癟而且聽到響亮地?cái)D壓塑料的聲音,驗(yàn)證二氧化碳的溶解性。

6.2 探究二氧化碳滅火實(shí)驗(yàn)

利用自制氣體發(fā)生器產(chǎn)生氣體,用大飲料瓶收集1瓶二氣化碳?xì)怏w。讓蠟燭在自制二氧化碳擋板火盒中燃燒,在擋板的另一側(cè)傾倒二氧化碳?xì)怏w,驗(yàn)證二氧化碳不支持燃燒。實(shí)驗(yàn)時(shí)可用另一個火盒同時(shí)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),對比實(shí)驗(yàn)中的兩根蠟燭都不熄滅。

6.3 探究二氧化碳的密度及其與水、石灰水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

利用自制氣體發(fā)生器產(chǎn)生氣體,在自制套管底部放少量澄清石灰水,套管上分別粘1張干燥的紙片和2張濕潤的紙片。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示干燥的紙片不變色,下方的濕潤紙片先變色,上方的濕潤紙片后變色,石灰水變渾濁。驗(yàn)證二氧化碳能與水反應(yīng)且能使澄清石灰水變渾濁。

6.4 探究二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng),產(chǎn)生噴泉實(shí)驗(yàn)

利用自制氣體發(fā)生器產(chǎn)生氣體,用自制噴泉演示器集滿1瓶二氧化碳?xì)怏w,將氫氧化鈉顆粒迅速放入瓶中,塞緊橡膠塞,安裝好噴泉演示器后打開止水夾,觀察到形成噴泉。為增強(qiáng)觀察效果,可提前將水染為紅色。

7 實(shí)驗(yàn)反思

(1)自制儀器進(jìn)行二氧化碳的制取和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn),突破了教材中傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的局限,操作簡單,實(shí)驗(yàn)安全,現(xiàn)象明顯,可以多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),適合在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中廣泛使用。

(2)利用身邊材料自制儀器,利用自制儀器開展拓展探究實(shí)驗(yàn),拓展了實(shí)驗(yàn)的范圍,豐富了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵,開闊了學(xué)生的視野,讓他們體會到科學(xué)就在身邊。

(3)在開展素質(zhì)教育的今天,實(shí)驗(yàn)應(yīng)面向生活,面向?qū)W生,擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思維的束縛,讓制作、探索新型實(shí)驗(yàn)裝置成為師生共同的追求。