二氧化碳性质实验的改进＊

■郭素珍 苗永涛 王用心

二氧化碳性质的实验是中学人教版教材中的一个重要实验,为了弥补教材实验的不足,在《数理化》2016年第5期中,资鱼叶设计了二氧化碳性质的创新实验,将多个实验合并,实验过程一气呵成,让大家更加系统和完整地认识二氧化碳性质的实验。但笔者发现此装置缺少二氧化碳与澄清石灰水反应的装置和溶解性验证的装置。在此基础上,笔者对实验装置再次进行改进,设计出一套更加完善的实验装置,可以更全面地验证二氧化碳的性质。

一、实验改进

1.实验用品。

(1)药品：石灰石、稀盐酸、澄清石灰水、干燥的蓝色石蕊试纸、蜡烛、火柴。

(2)仪器：长颈漏斗、锥形瓶、球形干燥管、集气瓶、烧杯、镊子、三通管、20mL 注射器(一支)、双孔橡皮塞(2个)、单孔橡皮塞(1个)、若干玻璃管和胶皮管、止水夹。

2.改进后的实验装置图,如图1所示。

图1

3.实验步骤和现象。

(1)连接装置：按图示将装置连接好。

(2)检验装置的气密性：打开止水夹1、2,用止水夹夹紧集气瓶后部的胶皮管,往长颈漏斗中注水,待水淹没长颈漏斗下端时,向外拉注射器,若长颈漏斗下端有气泡冒出,说明装置的气密性良好。

(3)装药品：向锥形瓶中加入8～9 粒石灰石,用注射器抽取10mL蒸馏水,在球形干燥管中滴加1～2mL 澄清石灰水,在集气瓶中放入准备好的蓝色石蕊试纸(用水在干燥的蓝色石蕊试纸上书写“CO2”),将所有仪器按照图示连接好。

(4)开始实验：打开止水夹1,关闭止水夹2,从长颈漏斗中加入稀盐酸,我们会看到锥形瓶中有气泡产生,球形干燥管中的澄清石灰水变浑浊(证明二氧化碳能与澄清石灰水反应)。集气瓶中书写“CO2”部分的蓝色石蕊试纸变红,而其他地方仍然是蓝色(证明二氧化碳本身不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红,二氧化碳与水反应生成的碳酸能使干燥的蓝色石蕊试纸变红)。烧杯中的蜡烛从下到上依次熄灭(证明二氧化碳的密度比空气的大,不能燃烧,不支持燃烧)。关闭止水夹1,打开止水2,抽取二氧化碳10mL,此时注射器的刻度为20mL。关闭止水夹2,打开止水夹1,晃动注射器,发现活塞移至15mL处,证明二氧化碳能溶于水,使注射器中的压强变小,所以活塞能移动。从集气瓶中取出已部分变色的蓝色石蕊试纸,吹干后发现已变色的“CO2”又恢复为原来的颜色,说明碳酸不稳定,易分解。

二、改进后的优点

1.该实验装置将二氧化碳的制取和所有的性质实验合为一体,三四分钟即可完成教材中的所有实验,大大提高了实验效率。

2.二氧化碳气体现制现用,不存在因为放置时间长而出现漏气等现象,只要操作没问题,现象则十分明显,成功率很高。

3.用水在干燥的蓝色石蕊试纸上书写“CO2”,增加了学生的兴趣,另外也不需要反复做对照实验,大大减少了工作量。

4.通过注射器刻度的变化,让学生了解定量的方法,另外实验结果更有说服力。

三、注意事项

1.此装置实验所需时间较短,应先观察蜡烛熄灭的现象,防止观察不到蜡烛从下往上依次熄灭这一现象。

2.实验过程中,打开、关闭止水夹1或止水夹2 的速度要快,防止气体把液体压入长颈漏斗而溢出。