注射器在二氧化碳教學中的創(chuàng)新應用

1、注射器在二氧化碳教學中的創(chuàng)新應用 二氧化碳的制取及性質(zhì)是初中化學學習的一個非常重要的 環(huán)節(jié)，在上冊書中氧氣的實驗室制法及性質(zhì)、二氧化碳的制法的 教學完善了由藥品的狀態(tài)及反應的條件來選擇實驗裝置，由最簡 單的普通試管加帶導管的橡皮塞（固液不加熱型），到擴大了容 積的反應容器（錐形瓶、燒瓶等），再到可以隨時添加液體藥品 的儀器及可以隨時控制反應開始和停止的裝置，這條思路也正是 引導學生要用創(chuàng)新的思維來思考。 而在課本提供裝置的基礎上讓 學生利用生活中的物品來設計制作實驗裝置，正體現(xiàn)了這一思 路。通過改進實驗裝置，更好地幫助學生理解實驗原理，認知反 應類型及由反應的條件、反應物的狀態(tài)來如何選擇生活中

2、的物品 對課本上的實驗進行探究并改進， 讓學生明白學化學并不等于學 化學書。 一、設計意圖 教材中的二氧化碳的發(fā)生裝置不能隨時控制反應的發(fā)生或 停止，實驗室雖有啟普發(fā)生器，但數(shù)量不多，不能普及到每一位 學生。在一些課外資料上雖也有一些可以控制反應的發(fā)生和停止 的裝置，但制作起來不是很方便，而且玻璃儀器攜帶時容易破損。 教材中對二氧化碳溶解性實驗是用飲料瓶來做的，實驗現(xiàn)象 也很明顯，但因為飲料瓶本來就很軟， 有的同學會有疑問說“老 師是不是用手把飲料瓶捏扁了”。 而且學生對于二氧化碳“能溶 于水”這句話只是膚淺的印象， 沒有能夠理解“能溶于水”的意 思，在做一些相關(guān)的題目時容易出錯。 用帶有刻度

3、的注射器來做 實驗更直觀， 再加上石灰水和氫氧鈉溶液與水和二氧化碳的溶解 進行對比， 學生對二氧化碳溶解性的印象就更深了， 同時還能直 觀地比較二氧化碳與氫氧化鈉反應從“無現(xiàn)象”變?yōu)椤坝鞋F(xiàn) 象 ”。 教材中的二氧化碳滅火器原理示意圖用的是帶支嘴的錐形 瓶與小試管，這套裝置藥品的用量較大，雖然噴射效果好，但容 易在演示該實驗時把講臺邊弄得到處是泡沫， 也不符合藥品的節(jié) 約原則。 教材上已做過由傾倒二氧化碳先后將兩支不同高度的蠟燭 熄滅的實驗來證明二氧化碳的密度比空氣大和二氧化碳既不能 燃燒也不能支持燃燒的化學性質(zhì)同時驗證， 而通過改進又可以將 二氧化碳密度比空氣大的實驗與二氧化碳與水反應的實驗同

4、時 驗證，開拓了學生的創(chuàng)新視角。 二、儀器藥品及材料 注射器（20mL七支、注射器10mL 1mL各一支、帶導管的 單孔橡皮塞、導管、小藥瓶、輸液管、輸液管上的止水夾四只、 橡皮塞一只、 小玻璃棒一根、 玻璃直角導管二根、 橡膠導管一根。 石灰石、稀鹽酸、蒸餾水、石灰水、氫氧化鈉溶液、 飽和 碳酸鈉溶液、濃鹽酸、洗衣粉、用紫色石蕊試液浸泡過的濾紙若 干（已烘干）。 三、實驗裝置 四、實驗過程及現(xiàn)象 1. 可以控制反應的發(fā)生和停止的二氧化碳發(fā)生裝置 （1）檢查裝置的氣密性：將導管放入水中，再用手握住注 射器，有氣泡出現(xiàn)，則氣密性良好。 （注：不要用推拉活塞的方 法判斷氣密性情況） （2）裝藥品：

5、注射器 B中入裝稀鹽酸，注射器 A中裝入石 灰石，然后將裝置再次連接好。推動注射器 B的活塞，將稀鹽酸 從注射器B分幾次慢慢推入注射器 A中，使固體藥品與液體藥品 混合，產(chǎn)生二氧化碳氣體。 （ 3）將導管放入澄清石灰水中， 石灰水變渾濁（圖 5圖 6）， 把導管放入紫色石蕊試液中，紫色石蕊試液變紅（圖 6圖 7）， 說明有二氧化碳氣體從裝置中產(chǎn)生。 （4）反應結(jié)束后，將導管先從石蕊試液中取出，再將注射 器 B 的活塞拉出，使固體藥品與液體藥品分離，反應停止。 2. 二氧化碳的吸收比較裝置 （1）先將三支注射器中分別吸入 10mL蒸餾水、石灰水、氫 氧化鈉溶液。 （2）再分別吸入10mL二氧化碳

6、氣體（圖8 ）。 （ 3）吸入二氧化碳氣體后立即關(guān)緊止水夾，反復多次將裝 置倒轉(zhuǎn)，使得注射器中的液體與氣體充分接觸。 （4）可明顯看到，由于二氧化碳在水中的溶解以及與氫氧 化鈣、氫氧化鈉的反應而使得三支注射器的活塞處在不同的刻度 處（圖 9）。 3. 微型二氧化碳滅火器裝置 （1）在10mL注射器中加入5mL左右飽和碳酸鈉溶液及少許 洗衣粉， （2）在1mL注射器中加入濃鹽酸， （3）如圖，連接好裝置后將1mL注射器中的濃鹽酸推入10mL 注射器，迅速反應，帶泡沫的二氧化碳由10mL的注射器向外噴 射（圖 10），將燃著的蠟燭撲滅（圖 11）。 4. 二氧化碳性質(zhì)實驗裝置 （1）在一支20mL

7、的注射器上的10mL處鉆一個孔。 （2）在一根比注射器略短的玻璃棒上卷上三段紫色石蕊試 液浸泡過的濾紙條。 （3）然后在底部和20mL處的濾紙上滴上1滴水，10mL處 的紙保持干燥，放入注射器中。 （4）用剛剛收集到的二氧化碳氣體從的小孔處慢慢注入。 （5）可觀察到，下面潮濕的濾紙先變紅了，上面潮濕的濾 紙的后變紅，中間10mL處沒有滴水的濾紙不變色（圖 12）。由 此可以說明， 干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊變紅； 二氧化 碳與水生成的碳酸可以使紫色石蕊變紅； 二氧化碳的密度比空 氣大。 五、注意事項 (1)不要用推拉活塞的方法判斷氣密性情況。 (2)二氧化碳在水中的溶解性要用蒸餾水來做，防止

8、水中 已溶解部分空氣中的二氧化碳而影響實驗現(xiàn)象。 這個實 驗中的二氧化碳氣體最好是用排水法收集， 因為排水法收集的二 氧化碳氣體較排空氣法更純凈，實驗現(xiàn)象也更明顯。 在這個實驗中二氧化碳的溶解度并不能與書上提及的 1 體 積水中能溶解 1 體積的二氧化碳相同， 而是溶得要少一些， 因為 教材上的數(shù)據(jù)是在標準狀況下測定的， 而筆者的這個實驗是在室 溫下進行的。 (3) 10mL注射器上的針頭若不裝也可以噴出帶泡沫的二氧 化碳，但噴射效果不及裝上針頭的噴射效果， 實驗時把針頭前最 尖端的部分要去除，以防受傷。 (4) 推動注射器活塞時要慢，防止二氧化碳一下子裝滿放 有濾紙的注射器， 且這個實驗中用

9、到的二氧化碳氣體不要用排水 法收集，要收集干燥的二氧化碳氣體。 六、實驗改進后的優(yōu)點 1. 氣密性好，現(xiàn)象明顯 ( 1 )注射器氣密性好，操作簡單。 (2)在二氧化碳的發(fā)生裝置中，隨著注射器 B的活塞推進 或拉出可以很方便地控制反應的開始或停止。 推壓注射器添加稀 鹽酸可以控制二氧化碳氣體產(chǎn)生的快慢， 因此很好地控制實驗進 程。 2. 有刻度，便于數(shù)據(jù)分析 （1）由這組實驗可以更直觀地認識到二氧化碳在水中的溶 解性， 用數(shù)據(jù)來幫助學生了解“能溶于水”這句話。 （2）可以將二氧化碳與氫氧化鈉的反應與二氧化碳溶于水 進行比較，使得原本沒有現(xiàn)象的二氧化碳與氫氧化鈉的反應變?yōu)?“有現(xiàn)象”。 （3）二氧化碳與石灰水的反應現(xiàn)象明顯，但吸收二氧化碳 的量卻不及氫氧化鈉溶液， 由此現(xiàn)象可讓學生理解， 為什么檢驗 二氧化碳用澄清石灰水，而吸收二氧化碳卻要用氫氧化鈉溶液。 3. 藥品用量少，環(huán)保節(jié)約 （1）教材上的裝置藥品用量較多，改進后用量較少，現(xiàn)象 一樣很明顯。 （2）有利于學生進行創(chuàng)新精神和環(huán)境保護教育，彌補了部 分中學實驗儀器的不足。 4. 材料常見，易于推廣 取材方便，操作安全、簡便，適合學生人人動手實驗，提高 學生學習的主動性，易于推廣。 七、實驗改進反思 新課程背景下的化學實驗在內(nèi)容上趨向生活化、 綠色