化学实验室制取二氧化碳的改进措施

罗相伟

摘要：二氧化碳试验是中学化学实验中非常重要的一项实验，但教材中所设计的二氧化碳制取装置存在一定的弊端，笔者结合多年实践教学经验，结合教材内容及原装置所存在的问题，进行整合改进，创造性地設计了具有较强实践意义的二氧化碳制取新装置。

关键词：化学；二氧化碳制取；装置改进

中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1006-5962（2013）06-0231-02

随着时代的进步，社会的发展，创新在社会中的作用已经越来越重要，不仅是推动社会进步的不竭之力，更是推动国家逐渐走向繁荣昌盛的根本保证。伴随着素质教育的改革步伐，创新也成为了教育中不可或缺的重要元素，而要真正实现培养学生的创新意识和能力，这就必须依靠教育教学活动来推动^[1]。化学是一门以实验为主的学科，尤其针对中学阶段的学生，通过化学实验能够有效激发学生的创新欲望，且在培养学生探索性和创新性思考上具有重要意义。

在初中化学教材中，将二氧化碳制作划分为重要的学习内容，也是考试中非常容易出现的内容。为了使学生真正掌握二氧化碳的相关知识，教材中通过二氧化碳制取实验进行探究，这不仅能够培养学生的探究习惯，同时能够更加将看不见摸不着的二氧化碳形象化^[2]。但在实际教学过程中，发现教材中所设计的二氧化碳制取装置存在一定的弊端，例如：尽管制取方法非常简单，但却无法做到随用随取，且在二氧化碳制取时，非常不容易因密闭性不强而将制作好的二氧化碳流失，使得准备好的二氧化碳气体浓度变小，使得实验效果不明显或失败。加之，制取装置均为玻璃器材，稍有不慎，就会损坏器材。不仅如此，制作时无法准确取舍用量，使得大量化学药品被浪费等。为了避免这些情况的再次出现，笔者结合多年教学实践经验及教材内容，对化学实验室制取二氧化碳进行了改进，具体改进措施如下。

1 教材中二氧化碳制取装置的不足之处

教材中二氧化碳制取装置如图1所见：

上述装置非常单一，操作方法可以说也非常简单，但这两套装置均存在无法有效控制反应的共通点，即无法做到随用随取，不用即停。只要在锥形瓶或试管中加入稀盐酸溶液后，固体与液体将随即进行反应，尽管反应迅速，但却无法控制瓶内反应，唯有将液体倒掉才能够停止反应；无法自动排泄液体，使用后清理非常不方便。

2 二氧化碳制取装置的改进设计

根据教材内容以及教材中原装置的弊端，对二氧化碳制取装置进行改进，改进装置如图2所见：

经过改进的二氧化碳制取装置，不仅克服了教材中制取装置的弊端，并在两点上进行了改进。就性能而言，能够做到随用随取，快速反应，且能满足教学中不用即停的要求，是固体与液体迅速分离，并且对排泄液体进行了改进，可以非常迅速地处理。在反应瓶B中接入玻璃弯管是该装置的一大改进亮点，通过弯管可以仅对液体进行处理，也就是说固体颗粒是无法进入到弯管内的，当需要停止制取时，可随时停止瓶内反应。剩余的液体还能够通过乳胶管回流，只需要用止血夹B将导管夹闭即可，液体将逐渐回流至漏斗A瓶内，以此来达到固液分离的目的。该方法结合了物理学中的气压和连通器原理，这也是该装置非常值得一提的改进地方。此外，在排泄反应后液体的改进设计上，同样是结合了物理学中的气压和连通器原理。

3 改进装置二氧化碳的制取

改进装置所使用的材料为250mL雪碧瓶，其中漏斗瓶A与反应瓶B均为雪碧瓶，漏斗瓶A是雪碧瓶的瓶口部位，将其倒置安装在装置上即可，保留雪碧瓶的瓶盖，在盖上取小孔，将Y型玻璃管倒插在瓶盖上。反应瓶B则为雪碧瓶的底部和瓶口部，在瓶底上取小孔，将U型玻璃管和隔板安装到相应位置。再在反应瓶B瓶盖上取小孔，将玻璃弯管插入其中，后将反应B的上下两个部分用胶粘合起来。密封处除了发挥瓶盖的密闭效果外，还在装置连接与玻璃管连接处运用上乳胶管，使得密封效果效果非常理想。反应瓶B中的多孔隔板也选择了塑料制作，在塑料上取小孔，将弯管插入其中，再用弯管对多孔隔板进行固定。随后将反应瓶A上的Y型管用两支乳胶管连接起来，夹上止水夹A，这分支为液体排泄管。将反应瓶B下的玻璃管与乳胶管连接起后，该装置即可完成。

4 改进装置的使用说明

4.1 气密性的检验 用夹子将导管夹闭，排液管也同时夹闭，在漏斗A中加入适量的水，观察漏斗中水高度变化，若无任何变化，则表示装置气密性良好，反之漏气。将排泄管的止水夹打开，将漏斗A中的水排尽（反应瓶B的底部比Y型管的分支高），排尽后即可用止水夹A将导管夹闭。该装置的气密性检查完毕。

4.2 添加药品，制取气体 用镊子取适量石灰石放置在反应瓶B中，将瓶盖拧紧，在漏斗A内加入少量的稀盐酸，将导气管的夹子打开，漏斗A中的液体将经过乳胶管流入反应瓶B中，两者即可开始反应，即可制取二氧化碳。

4.3 反应随时停止，随时发生的操作 在二氧化碳的制取过程中，若需要立即停止制取，则可运用止水夹B将导气管夹闭，此时，液体将在压力的作用下，逐渐回流至漏斗内，使固体与液体快速分离。若需再次制作，则将止水夹B打开即可。

4.4 反应后余液的回收 当课堂教学完成后，需要对未使用的试液进行回收，只需要调整支架，使漏斗A底部连接的Y型分支管低于反应瓶B即可，再将A、B两支止水夹同时打开，液体将在气压的作用下，逐渐通过排泄液流出。随后将试验药品从反应瓶B中取出，完成装置的清洗即可。

5 实践效果

在课堂教学中，使用该装置进行二氧化碳的制取，取得了非常好的效果，不仅具备了环保理念，同时大大节约了化学药品。此外，经过实践验证，在完成药品的放置后，几天内均能够正常使用。

6 改进反思

在装置改进中，所选择的材料符合当前环保理念，避免了在制取中出现损坏教具的情况。同时非常利于课堂教学使用，避免了实验不停反应过多吸引学生注意力的情况。在装置改进中，结合了物理学科，使学生意识到学科之间的相通性，学习思维更加开阔。

参考文献

[1] 余利军. 二氧化碳性质实验创新设计[J]. 浙江教育技术， 2012，08（15）.

[2] 王士富. 二氧化碳性质实验的研究性创新[J]. 中学教学参考， 2009，12（1）.