對傾倒二氧化碳實驗的創新設計
2012-04-29 00:00:00周云標陳迪妹
中學教學參考·理科版 2012年3期
“二氧化碳使蠟燭火焰自下而上熄滅”實驗是浙教版科學八年級（下）課本上的一個重要演示實驗，但根據課本中的操作，實驗常常失敗。原因是二氧化碳畢竟是氣體，用瓶口較大且容積有限的集氣瓶來傾倒時，氣流不集中氣體的量也不夠；燒杯中燃著的蠟燭產生的熱氣流會上升，阻礙了二氧化碳氣體的下沉，甚至沖散了二氧化碳氣體；只用玻璃片遮擋并在燒杯的上方來操作，也不利于實驗成功。于是筆者對該實驗的不足之處進行了如下的創新設計。
一、實驗裝置（如圖1）
圖1
二、實驗步驟及現象
1.取一只500mL的大燒杯，再取一片透明塑料薄板，剪成凹形，并使透明塑料薄板的寬等于燒杯的直徑、高等于燒杯的高度；透明塑料薄板缺口的寬約占燒杯直徑的1/3、高約占燒杯高度的1/2；然后把透明塑料薄板缺口向下插入燒杯，將燒杯隔成左右兩部分。
2.在燒杯的左右兩部分中裝入一定量的細沙，使得細沙的總量約占燒杯容積的1/3，注意細沙不能擋住透明塑料薄板的缺口。
3.在燒杯左半部分的細沙中，與透明塑料薄板保持平行地插入高低不同的2支蠟燭，注意要確保高位蠟燭燃燒時火焰低于燒杯口。
4.取一根玻璃棒，一頭蘸上少量酒精，在酒精燈火焰上點燃，馬上伸入燒杯左半部分，點燃燒杯里的蠟燭。
5.再取一瓶550mL，瓶內盛滿二氧化碳氣體的礦泉水瓶，沿燒杯右半部分的內壁慢慢傾倒二氧化碳，一會兒可以看到下層的燭火先熄滅，上層的燭火后熄滅。
三、實驗現象分析
用盛滿二氧化碳的礦泉水瓶向燒杯中倒入氣體，能使燒杯中燃著的2支蠟燭火焰自下而上依次熄滅，說明：
1.二氧化碳密度比空氣大，我們能像傾倒液體一樣從一個容器向另一個容器中傾倒二氧化碳，也可以從燒杯右半部分流入燒杯左半部分；
2.一般情況下，二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒。
四、實驗創新設計的優點
1.用一片透明塑料薄板將燒杯隔成左右兩部分，使得燒杯右半部分里沒有熱氣流上升，這樣在傾倒二氧化碳氣體時就能順利沉到杯底，進入透明塑料薄板下部的缺口流入燒杯左半部分的底部，并慢慢上升，使得燭火自下而上依次熄滅，現象非常明顯。
2.大燒杯中裝上細沙，既有利于蠟燭的固定，又節省了二氧化碳，還免去了用白鐵皮制作高低支架的麻煩。
3.利用礦泉水瓶來盛裝二氧化碳氣體，由于礦泉水瓶的容積比集氣瓶大，而瓶口比集氣瓶瓶口小，這樣不僅保證了二氧化碳充足的量，也使得二氧化碳在傾倒時不容易逸出，從而大大提高了實驗的成功率，也在一定程度上激發了學生的創新精神，培養了學生解決實際問題的能力。
4.使用玻璃棒蘸取少量酒精的方法來點燃燒杯里的蠟燭，這樣可以將燒杯里的蠟燭順利點燃，解決了用火柴或用其他方法來點燃燒杯里的蠟燭需要大量時間的難題。
(責任編輯 羅 艷）
