试论二氧化碳制取与性质的探究

曹明华

摘 要：“二氧化碳的实验室制取与性质”是初中化学的实验活动，对于学生有效学习二氧化碳的制取和验证其物理化学性质有着重要的意义。学生可通过实验探究、例题探究、活动探究，强化对这部分知识的理解，提高化学素养。

关键词：初中化学；二氧化碳；实验；探究；化学素养

中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）21-0063-01

“二氧化碳的实验室制取与性质”是初中化学的重要内容之一，在初中化学知识中占有重要地位。开展二氧化碳制取实验，能提高学生的探究能力，将看不见的二氧化碳具体化，激发学生的学习兴趣。学生必须充分理解实验中蕴含的知识，掌握实验原理，并能够灵活运用。下面，结合教材实验及近年来中考常涉及的实验题型，归纳总结实验的考点，强化学生对原理的理解和应用。

一、实验探究

探究实验一：碳酸钙粉末与稀盐酸反应能否用于实验室制取二氧化碳？实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。不用碳酸钠粉末与稀盐酸制二氧化碳的原因是反应速率太快，不便收集；不用石灰石与稀硫酸制二氧化碳的原因是生成物硫酸钙微溶于水覆盖在石灰石固体表面，阻碍反应进行。通过实验可以发现：反应物的接触面积越大，反应速率越快，碳酸钙粉末与稀盐酸接触面积大，反应速率太快，不便收集。

探究实验二：二氧化碳能否用排水法收集？二氧化碳通常是无色无味气体，密度比空气大，能溶于水。实验室收集二氧化碳常用向上排空气法。通过实验可以发现：二氧化碳一般采用向上排空气法收集，但特殊需要也可用排水法收集。

探究实验三：燃烧的镁条在二氧化碳中会熄灭吗？二氧化碳一般不能燃烧，也不能支持燃烧。如图所示的实验现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。二氧化碳一般不支持燃烧，但能支持镁等活泼金属燃烧。2Mg+CO2 [点燃] 2MgO+C。

探究实验四：向变浑浊的石灰水中继续通入二氧化碳仍浑浊吗？二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O，该反应可用于检验二氧化碳。向变浑浊的石灰水中继续通二氧化碳，石灰水变澄清，加热又变浑浊。CaCO3+CO2+H2OCa（HCO3）2，Ca（HCO3）2 [△] CaCO3↓+CO2↑+H2O。

二、例题探究

例题：小明在做“二氧化碳的制取和性质”实验时发现，将二氧化碳通入澄清石灰水后，石灰水先变浑浊然后又变澄清。对此现象，他进行了如下探究。提出问题：石灰水为什么会先变浑浊后又变澄清？猜想与假设：小明想起浓盐酸具有较强的挥发性，他猜想生成的二氧化碳中可能含有氯化氢气体，所以澄清石灰水先变浑浊后又变澄清。实验探究Ⅰ：小明将生成的气体通入紫色石蕊试液，观察到 ，证明生成的二氧化碳中含有氯化氢气体。小明反思实验验证，觉得不够合理，理由是 。实验探究Ⅱ：小明将所用的盐酸稀释后重做实验，发现澄清石灰水仍然是先变浑浊然后又变澄清。查阅资料：CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2（碳酸氢钙能溶于水），Ca（HCO3）2 [△] CaCO3↓+H2O+CO2↑。在不使用其他试剂的情况下，要想让实验探究Ⅱ中变澄清的石灰水重新变浑浊，可以采取的方法是 。

三、活动探究

活动一：探究二氧化碳能否支持金属镁的燃烧。实验：将镁条点燃后伸入充满二氧化碳的集氣瓶，发现镁条继续燃烧。生成物中除白色固体外，还有一种黑色固体单质。1）镁条在二氧化碳中燃烧的化学方程式 ，基本反应类型是 。2）该实验结论是 。由此可知金属镁条着火 （“可以”或“不可以”）用二氧化碳灭火。

活动二：探究二氧化碳能否支持金属铁的燃烧，课外小组设计实验如下：实验一：将光亮的细铁丝绕成螺旋状并系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，伸入充满二氧化碳的集气瓶中，观察细铁丝能否被点燃。实验二：将光亮的细铁丝绕成螺旋状并系上一段镁条，点燃镁条，待镁条快燃尽时，伸入充满二氧化碳的集气瓶中，观察细铁丝能否被点燃。评价：你认为实验 （一或二）更为合理，原因是： 。

综上所述，化学课堂以实验为基础，以科学探究为主要研究手段，有着比其他学科课堂教学更为典型的“动态”变化。因此，学生在学习中应通过实验理解化学原理，掌握化学知识，从而提高自己的化学素养。

参考文献：

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