二氧化碳性質(zhì)復(fù)習(xí)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

江蘇省徐州市西苑中學(xué)(221002) 李德前 張 羿江蘇省徐州擷秀初級(jí)中學(xué)(221111) 郭 燾

要避免復(fù)習(xí)課出現(xiàn)“簡單重復(fù)熱剩飯”的不良情況，就必須對(duì)復(fù)習(xí)內(nèi)容推陳出新，以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。

筆者在二氧化碳性質(zhì)的復(fù)習(xí)課中，利用小氣球、高腳酒杯等生活中常見物品，巧妙設(shè)計(jì)了系列低成本的探究實(shí)驗(yàn)，提高了復(fù)習(xí)課的效果、提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

1 探究二氧化碳的密度

現(xiàn)行人教版九年級(jí)化學(xué)教材上冊(cè)中編排的探究二氧化碳密度的實(shí)驗(yàn)，是借助紙?zhí)炱竭M(jìn)行的。該實(shí)驗(yàn)體系極不穩(wěn)定，稍有空氣流動(dòng)，紙?zhí)炱骄蜁?huì)打轉(zhuǎn)，影響學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

筆者借助小氣球探究二氧化碳密度，操作簡單、現(xiàn)象明顯，由現(xiàn)象到結(jié)論很順暢。

1.1 實(shí)驗(yàn)用品

二氧化碳?xì)怏w、空氣、小氣球等。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 兩個(gè)相同的小氣球從同一高度同時(shí)落下

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)取2個(gè)顏色不同(如1個(gè)紅色、1個(gè)藍(lán)色)，材質(zhì)相同、規(guī)格相同的小氣球，在紅色小氣球里充入二氧化碳?xì)怏w，在藍(lán)色小氣球里充入體積相同的空氣，然后在球蒂處打結(jié)。

(2)找一位高個(gè)子學(xué)生，兩只手分別拿著2個(gè)小氣球的球蒂，面向全體學(xué)生，然后從相同的高度同時(shí)松開兩只手。觀察到2個(gè)小氣球很快下落，而充滿二氧化碳?xì)怏w的小氣球先落地。

(3)由“充滿二氧化碳?xì)怏w的小氣球先落地”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量大于等體積空氣的質(zhì)量，即二氧化碳的密度比空氣大。進(jìn)而可知，在空氣中可以像傾倒液體那樣把二氧化碳從一個(gè)容器倒入另一個(gè)容器里。

2 探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

現(xiàn)行人教版和滬教版九年級(jí)上冊(cè)化學(xué)教科書中編排的二氧化碳化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)都是分散進(jìn)行的，有關(guān)藥品的用量較大，課堂演示所需時(shí)間偏長，因此影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

筆者在二氧化碳的復(fù)習(xí)課中利用盛放不同化學(xué)物質(zhì)的高腳酒杯，精心設(shè)計(jì)了探究二氧化碳化學(xué)性質(zhì)的系列實(shí)驗(yàn)，不僅現(xiàn)象直觀有趣，而且操作較為簡便。

2.1 實(shí)驗(yàn)用品

石蕊試液、紫甘藍(lán)提取液、石灰水、氫氧化鈉水溶液、氫氧化鈉酒精溶液、蠟燭、干冰、熱水、集氣瓶、高腳酒杯等。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置

新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

(1)取6個(gè)大小合適的高腳酒杯，在最上層一個(gè)高腳酒杯的杯底固定1根短蠟燭，在另外5個(gè)高腳酒杯里分別注入紫甘藍(lán)提取液、石蕊試液、氫氧化鈉水溶液、石灰水和氫氧化鈉酒精溶液，然后按圖2所示將6個(gè)高腳酒杯擺放好。

圖2 借助高腳酒杯探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)

(2)取幾塊干冰，放入250 mL集氣瓶，再向集氣瓶里注入適量的熱水(加速干冰升華)，集氣瓶口立即濃霧滾滾、四處擴(kuò)散(這是干冰升華導(dǎo)致周圍環(huán)境溫度驟然降低，空氣中的水蒸氣遇冷液化變成小水滴)。

(3)點(diǎn)燃最上層高腳酒杯里的短蠟燭，然后將集氣瓶中的二氧化碳?xì)怏w持續(xù)、緩緩地注入最高層的高腳酒杯里，立即觀察到二氧化碳?xì)怏w伴隨著白霧向下流動(dòng)、飄落，蠟燭火焰熄滅；當(dāng)最上層高腳酒杯里充滿二氧化碳后，溢出的二氧化碳?xì)怏w繼續(xù)向下飄落，很快整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置都籠罩在白霧之中。待白霧散去，可以觀察到第二層高腳酒杯里的藍(lán)色紫甘藍(lán)提取液變?yōu)榉奂t色、紫色石蕊試液變?yōu)榧t色，最底層高腳酒杯里的石灰水變渾濁、氫氧化鈉酒精溶液變渾濁、氫氧化鈉水溶液無明顯改變。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

(1)由“蠟燭火焰熄滅”可知，二氧化碳不支持燃燒、密度比空氣大。

(2)由“藍(lán)色紫甘藍(lán)提取液變?yōu)榉奂t色、紫色石蕊試液變?yōu)榧t色”可知，二氧化碳能與水反應(yīng)生成酸，有關(guān)的化學(xué)方程式是CO2+H2O=H2CO3。

(3)由“石灰水變渾濁”可知，二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成不溶于水的白色沉淀，有關(guān)的化學(xué)方程式是Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。

(4)由“氫氧化鈉酒精溶液變渾濁、氫氧化鈉水溶液無明顯改變”可知，二氧化碳能跟氫氧化鈉反應(yīng)，有關(guān)的化學(xué)方程式是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，反應(yīng)生成的碳酸鈉易溶于水、不溶于酒精。