“滅火原理”實驗中鹽酸與醋酸的比較

河北師范大學化學與材料科學學院 麥麥提艾力·艾科拜爾

河北師范大學教師教育學院 吳育飛

一、提出問題

對比中美初中化學教科書可以發現，同樣是“滅火原理”探究實驗，我國現行人教版初中化學教科書中使用的是鹽酸溶液，而美國初中主流理科教材《科學探索者·化學反應》中卻是醋酸溶液。那么，在這個教學實驗中，使用醋酸或鹽酸溶液究竟哪個效果會更好呢？

二、實驗探究

1.實驗目的：比較鹽酸溶液和醋酸溶液對滅火結果的影響。

3.實驗材料：500 mL 玻璃燒杯4 個，蠟燭4 根，火柴，秒表，質量分數為10%的碳酸鈉溶液、三種不同濃度的鹽酸溶液各100 mL、三種不同濃度的醋酸溶液各100 mL（配制結果如表1 所示）。

表1 溶液具體質量分數一覽表

4.實驗裝置圖：

5.實驗步驟：（1）取四個干凈且干燥的燒杯分別標號1、2、3、4。

（2）將一根蠟燭固定于實驗臺上，用1號燒杯倒扣于其上；2、3、4 號三個燒杯開口朝上，將其他三根蠟燭分別固定于各燒杯底部。

（3）在3、4 號燒杯中分別倒入等量質量分數為10%的碳酸鈉溶液。

（4）點燃四根蠟燭，分別向3、4 號燒杯中緩慢勻速倒入等量質量分數為15%的鹽酸溶液和醋酸溶液，觀察并記錄四個燒杯中蠟燭的燃燒時長，重復三次取平均值，結果記入表2 中。

表2 蠟燭燃燒時長數據記錄表

（5）用質量分數為20%的鹽酸和醋酸溶液，重復步驟（3）、（4）。

（6）用質量分數為25%的鹽酸和醋酸溶液，重復步驟（3）、（4）。

6.實驗結果：（如表2 所示）

7.實驗結論：（1）對比1、2 號燒杯可知，無隔離干擾情況下，開口朝上的燒杯中的蠟燭不會熄滅。

（2）同樣是開口朝上的燒杯，無論是鹽酸溶液還是醋酸溶液，其質量分數越大，倒入碳酸鈉溶液中后，滅火速度越快。

（3）相同質量分數的鹽酸溶液和醋酸溶液，遇相同質量分數的碳酸鈉溶液后，鹽酸溶液能使二氧化碳的產生速度更快，滅火時間也更短。

三、教學啟示

1.在“滅火原理”的探究實驗中，作為與碳酸鈉溶液配套的鹽酸溶液或醋酸溶液，從過程和結果看，沒有質量優劣之分，只有滅火速度的快慢區別。

2.使用鹽酸還是醋酸，需視具體情況而定。從取材難易看，普通實驗室二者均可得，而學生若要進行課外家庭環境下的探究實驗，則醋酸更易得；從保障安全性考慮，醋酸是弱酸，比鹽酸作用緩慢，更適合于學生；從教師演示實驗或快出現象考慮，鹽酸對結果呈現的速度更快；而從學生小組合作探究并希望完整觀察整個過程現象考慮，則醋酸更適合這種要求的預期。

因此，中美教材中“滅火原理”實驗的差異，在用酸選擇方面，沒有好壞之分，只有該實驗教學具體目的和要求的不同。