做一個氣體天平

教學《小蘇打和白醋的變化》時，為了檢驗產生的二氧化碳氣體是否比空氣重，教材建議將產生的氣體從上方傾倒在燃燒的蠟燭火焰上，如果蠟燭熄滅，則可驗證此氣體比空氣重。

在實際的教學中發現這種方法有兩個弊端：

一是傾倒后有小組的蠟燭不能熄滅，原因可能是傾倒時教室或實驗室里的空氣流動導致二氧化碳氣體擴散。

二是傾倒后蠟燭熄滅了，但是部分學生認為這種現象是該氣體不支持燃燒所產生的，不能明確地說明這種氣體比空氣重。

這種探究結果不僅使學生的學習興趣和學習效果大打折扣，也使教師的課堂陷入被動。有沒有更好的方法讓學生能簡單直觀地觀察到二氧化碳比空氣重呢？

改進思路

通過查找相關資料發現，目前驗證二氧化碳氣體比空氣重的常見操作方法大致有以下幾種：

方法一，把長短不同的蠟燭放置在玻璃杯中，向杯中倒入二氧化碳氣體，短蠟燭先滅。但是學生在實際操作中發現，即使不倒入二氧化碳氣體，短蠟燭也會自行熄滅。對于小學生來說，氣體看不見摸不到，不容易理解，具有局限性。

方法二，將兩種氣體分別注入氣球，比較誰先落地。對于小學生來說不便于操作，在課堂教學上所花的時間較多，裝有空氣的氣球最終也會落地，也不便于學生理解。

方法三，利用托盤天平稱量，用二氧化碳把放置在托盤天平上燒杯里的空氣擠出，再觀察天平是否還保持平衡。這種實驗方法的效果不好，原因是托盤天平的靈敏度不足以反映微小的數據差異。

基于以上考慮我對教材實驗進行了改進，利用自制的“氣體天平”來比較空氣和二氧化碳氣體的重量。

主要材料

30 cm長的吸管一支，250 mL的方便杯兩個，鐵架臺一個，細鐵絲一根，針線，剪刀，火柴，30 cm長的直尺等（如圖1）。

制作過程

（1）先用針線從方便杯口直徑兩端繞一個高度約5 cm長的掛繩。

（2）用直尺先取吸管的中心，用火柴加熱細鐵絲的一端，穿過吸管中心。吸管與鐵絲的接口一定要圓潤、沒有毛刺，以減少阻力，保證吸管旋轉的靈敏度。

（3）將鐵絲折成“L”型，并將上端固定在鐵架臺上。

（4）在吸管的兩端掛上方便杯，通過移動方便杯懸掛的位置使天平平衡，剪掉吸管兩端多余的部分。

（5）在方便杯平衡處做上記號，用剪刀剪出小口，固定掛線。

實驗過程與優點

學生將二氧化碳氣體倒入杯中后，天平發生傾斜，現象十分明顯（如圖2），他們能夠直觀地認識到二氧化碳比杯中的空氣重。

改進后的裝置將抽象的概念轉變成直觀的現象，減少了未知因素對實驗的影響，提高了課堂的實效性。制作材料比較簡單，容易獲取。

注意事項

因為實驗中氣體的質量都比較小，盛放氣體的容器質量要相對輕，這樣效果才明顯。

氣體天平吸管和細鐵絲的連接處要能靈活旋轉，必要時可以使用少量潤滑油。

要避免實驗場所空氣流動對實驗造成的影響。

湖北省武漢市江夏區文化路小學（430200）