二氧化碳性質(zhì)的實驗創(chuàng)新

龍運(yùn)芝

【摘要】在近幾年的教育改革中，教育部加大對學(xué)生思維能力和動手能力的考察。本文中主要介紹了對九年級化學(xué)中的二氧化碳性質(zhì)及其實驗進(jìn)行創(chuàng)新，能夠更直觀的反應(yīng)其性質(zhì)，更加簡便的操作也增加了課堂的樂趣，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)樂趣。

【關(guān)鍵詞】二氧化碳性質(zhì);實驗創(chuàng)新;課堂

對于初中生在日常生活中對二氧化碳只不過是一些淺顯的認(rèn)識，只能通過本能的想像，比如大部分學(xué)生知道溫室效應(yīng)，但卻不知道是二氧化碳的什么性質(zhì)引起的。然而只有當(dāng)他們在真正接觸到了化學(xué)時，才會知道二氧化碳在常溫下是無色無味氣體，密度比空氣大等等性質(zhì)，但是在學(xué)習(xí)這節(jié)課時，經(jīng)驗豐富教師都會在課堂進(jìn)行對二氧化碳性質(zhì)的實驗探究（如二氧化碳傾倒實驗和二氧化碳和水互溶實驗）以便學(xué)生更加直觀的了解其性質(zhì)，增加對化學(xué)學(xué)習(xí)熱情。在進(jìn)行此實驗時，難免會發(fā)生不可預(yù)料的場面，如傾倒二氧化碳時失誤造成上方蠟燭先熄滅，玻璃蓋沒有密閉好而造成漏氣現(xiàn)象還需重新收集。這些情況會耽誤大量課上時間，因此，為了避免以上情況出現(xiàn)，本文在結(jié)合二氧化碳的性質(zhì)后對教材實驗進(jìn)行理論上創(chuàng)新。

一、二氧化碳的性質(zhì)

（一）化學(xué)性質(zhì)

二氧化碳身為生活中最常見碳氧化合物之一，是一種無機(jī)物，不可燃燒，通常也不支持燃燒，低濃度時無毒性。它也是碳酸的酸酐（初中不常接觸），屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合價為+4價，處于碳元素的最高價態(tài)，故其具有氧化性（但氧化性不強(qiáng)）而無還原性。二氧化碳可以溶于水并和水反應(yīng)生成碳酸，而不穩(wěn)定的碳酸容易分解成水和二氧化碳;一定條件下，二氧化碳能與堿性氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽。初中化學(xué)不會深入研究，所以在本文改進(jìn)實驗中學(xué)生們會掌握初中常見的涉及二氧化碳常見化學(xué)性質(zhì)，如不可燃燒、不支持燃燒、會與水反應(yīng)生成碳酸和使紫色石蕊變?yōu)榧t色。

（二）物理性質(zhì)

二氧化碳的化學(xué)式為CO2，化學(xué)式量為44.0095。常溫常壓下是一種無色無味或無色無嗅（嗅不出味道）而略有酸味的氣體，也是一種常見的溫室氣體，還是空氣的組分之一（占大氣總體積的0.03%-0.04%）。二氧化碳的沸點(diǎn)為-78.5℃，熔點(diǎn)為-56.6℃，密度比空氣密度大（標(biāo)準(zhǔn)條件下），溶于水和烴類等多數(shù)有機(jī)溶劑。在本文中會涉及二氧化碳的密度大于空氣和水互溶的物理性質(zhì)。

二、 實驗改進(jìn)

拿住塑料瓶，固定在桌子上，然后用酒精燈灼燒玻璃管，在塑料瓶中間開一個與玻璃噴嘴一樣大小的孔，上下等距切割，用玻璃管插入三個小孔，接著調(diào)節(jié)不同高度的蠟燭，放在側(cè)管口下方。中心管與另一根錐形玻璃管相連，另一根玻璃管相連。錐形瓶中裝有石灰石，分液漏斗中裝有稀鹽酸。分液漏斗可以控制稀鹽酸的流速。將一個大試管包裹在 3 張干燥的紫色石蠟紙中，噴上稀醋酸，保持中心干燥并用水潤濕底部。

實驗開始時，在包裹試管外壁的三張紫色石蠟紙頂部噴稀醋酸，底部噴水，保持中心干燥。比較三者，然后將它們放入塑料瓶中。然后點(diǎn)燃不同位置的兩根蠟燭，并使它們靠近與這些位置匹配的孔。打開分液漏斗上的旋鈕，觀察立即產(chǎn)生的氣體。一旦氣體進(jìn)入最左邊的 塑料瓶，我們可以： 找到底部 首先關(guān)閉蠟燭。此時，用夾子夾住試管底部使底部閉合，觀察頂部蠟燭和紫色石蠟紙的變化。

該實驗主要在單個實驗中改進(jìn)了對多種二氧化碳特性的研究。這節(jié)省了上課時間，使實驗更簡單易操作，并減少了師生之間的距離。除此之外，老師對實驗設(shè)備進(jìn)行了微小的改動，將其變成了一個速率可控的設(shè)備。這使得實驗更加安全可控，減少了實驗問題，提高了實驗效率。

實驗現(xiàn)象為下端燃燒的蠟燭最先熄滅，其次上端蠟燭熄滅，最后紫色石蕊試紙變?yōu)樯?。在此次?chuàng)新實驗所包含的化學(xué)性質(zhì)有：二氧化碳的不助燃性、不可燃性、易溶于水、密度比水大，能與水結(jié)合后形成稀醋酸（易分解，實驗中能夠發(fā)現(xiàn)其反應(yīng)反應(yīng)方程式為CO2+ HO2= H2CO3），稀鹽酸可以與石灰石反應(yīng)生成二氧化碳（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ）

三、總結(jié)

（一）改進(jìn)后實驗的成功率高

對于向下傾倒二氧化碳實驗來說，下部分蠟燭先熄滅，更具有說服力同時，又增加了實驗的成功率。而相比于課本實驗中的發(fā)生裝置用長頸漏斗替換為分液漏斗有效控制了反應(yīng)的速率，避免了收集二氧化碳時的失誤。避免課堂出現(xiàn)類似收集裝置漏氣等實驗失誤，教師爭取課堂時間。

（二）改進(jìn)后的實驗利于學(xué)生的操作

將課本上用紫色石蕊小花的對照實驗的多個步驟減少為三個降低了實驗難度同時又避免學(xué)生因烘烤紫色花等問題時發(fā)生意外，并且熄滅蠟燭和紫色石蕊的變色順序可以更加清晰反應(yīng)二氧化碳具有似水的流動性，使二氧化碳多個性質(zhì)合為一體，更能使學(xué)生充分理解實驗，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，使學(xué)生思維更加敏捷。

（三）改進(jìn)后的實驗可視性增強(qiáng)

改進(jìn)后的實驗通過左側(cè)的塑料瓶旁蠟燭的燃燒情況，上方紫色石蕊變色情況更加清楚明了的反應(yīng)二氧化碳的性質(zhì)，實驗的現(xiàn)象明顯，實驗更富有趣味性，更加充分學(xué)生對實驗的理解，增加學(xué)生對課堂利用的黃金時間。

參考文獻(xiàn)：

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