二氧化碳滅火實驗的創(chuàng)新設計

姚俊春

〔關鍵詞〕 滅火實驗;創(chuàng)新設計;存在不足;解決辦法;實驗優(yōu)點

〔中圖分類號〕 G633.8〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463(2009)10(B)—0055—01

2003年科學出版社-廣東教育出版社出版的“義務教育課程標準實驗教科書”《化學》九年級上冊第143頁的探究活動【實驗5-5】演示的是二氧化碳滅火裝置,第144頁【實驗5-8】演示的是二氧化碳的制備與收集裝置。該演示實驗雖然裝置簡易,操作簡便,現(xiàn)象明顯,卻也有些不足之處。針對于此,筆者采取對策,經(jīng)改進后的實驗證明,效果非常理想,現(xiàn)介紹如下。

1.存在不足

(1)演示【實驗5-5】時成功率很難達到100%;

(2)二氧化碳的制備與滅火不能同時進行;

(3)制得的二氧化碳不便于儲存?zhèn)溆谩?/p>

2.解決辦法

第一套設計方案

(1)自制實驗裝置。回收一支30 mL的塑料針管,在針管內(nèi)的上部安放一個側(cè)面割有4個三角開口(供稀鹽酸上下流動)的橡膠活塞,去掉針頭,連接一個長約20 cm帶有開關的塑料管(可回收醫(yī)用吊瓶上的塑料管),制作成一個可控的制氣裝置,我們稱它為微型簡易啟普發(fā)生器(圖1)。

將微型簡易啟普發(fā)生器豎放在500 mL燒杯(或1250 mL飲料瓶剪去瓶口部分)旁,塑料管伸入到燒杯底部,并用膠帶固定。燒杯內(nèi)放兩支長短不等的小蠟燭,即可組成一個簡易的二氧化碳滅火實驗演示裝置。

(2)演示操作。①將4 g大理石或石灰石放入針管內(nèi),用隔斷活塞慢慢推到針管的10 mL刻度處,再將帶有推桿的活塞(活塞周圍涂有少量凡士林潤滑)推到20 mL刻度處。另用5 mL的塑料針管吸取5 mL稀鹽酸(1∶1),拔掉微型簡易啟普發(fā)生器上的塑料管后,將針頭插入隔斷活塞側(cè)面的三角孔內(nèi),于兩活塞中間部位注入鹽酸,保證稀鹽酸和石灰石不接觸。套緊塑料管,打開塑料管上的開關,點燃放置在燒杯內(nèi)的兩支蠟燭。向下壓針筒使稀鹽酸與石灰石接觸,反應馬上開始,須臾便可以看到蠟燭火焰自下而上依次熄滅(圖2)。關閉開關,反應產(chǎn)生的二氧化碳氣體使針筒內(nèi)壓力增大,針筒自動向上滑動,石灰石與稀鹽酸分離開,反應自動停止。② 若要重復演示,只須打開開關,向下壓針筒就可以了。同時,此裝置還可以進行二氧化碳的驗滿、觀察顏色、檢驗酸堿性、通入到澄清的石灰水中等各項操作。③ 若要儲存二氧化碳氣體,只需將塑料管接在壓扁的吊袋(醫(yī)療用的一次性輸液器,并帶有開關)口上即可。

第二套設計方案

(1)自制實驗裝置。回收一個2.5 L 的可樂飲料瓶,用剪刀在距瓶底2/3處剪開,要剪的有凸有凹,下面的多半部分為滅火裝置,我們稱它為集氣缸。在上半部分球形的瓶口中插入一個30 mL的塑料針管筒,球形內(nèi)針筒長3 cm,球形外針筒長7 cm,接縫處用橡皮泥密封,一個二氧化碳的制備裝置便制作完成了,我們稱它為球形漏斗。再將球形漏斗放在集氣缸上面,就組成了一個簡易的二氧化碳滅火實驗演示裝置。

(2)演示操作。將6 g大理石或石灰石放入球形漏斗,集氣缸底部鋪一薄層濕土(既便于插蠟燭又能增加裝置的穩(wěn)定性),點燃放置在集氣缸內(nèi)長短不一的四支小蠟燭,再將8 mL稀鹽酸(1∶1)注入球形漏斗中,便可看到蠟燭火焰自下而上依次熄滅的現(xiàn)象(圖3)。

3.實驗優(yōu)點

(1)利用身邊隨手可得的塑料制品進行化學實驗,簡單易行。

(2)該裝置將二氧化碳氣體的制備、收集、性質(zhì)檢驗融為一體,實驗開始到結束1分鐘內(nèi)即可完成,是學生做探究實驗時較為理想的實驗裝置,具有廣泛的參與性。

(3)用吊袋收集到的氣體既純凈又便于儲存?zhèn)溆谩Ｌ貏e是收集那些有刺激性、有毒性的氣體時更能顯示出它的使用價值,具有經(jīng)濟實用性。

(4)第一套設計方案中的反應易控制,巧妙彌補了原實驗無法控制的不足,具有靈活可控性。