周開軍
【傳統(tǒng)做法】
干燥的燒杯罩在燭焰上方,觀察燒杯壁上的現(xiàn)象片刻,取下燒杯,倒入少量石灰水。振蕩,觀察其現(xiàn)象。
現(xiàn)象:干燥的燒杯壁上出現(xiàn)了許多小水珠。取下燒杯后迅速倒入澄清石灰水,振蕩,石灰水變得渾濁。
結(jié)論:蠟燭燃燒時產(chǎn)生了水和能使石灰水變渾濁的二氧化碳兩種物質(zhì)。
缺點:
1.不易操作。燒杯倒置于燭焰上方時較難控制好距離,過近則燒杯容易燙手,過遠則水珠難以產(chǎn)生,或者產(chǎn)生的不多。
2.現(xiàn)象不明顯。由于二氧化碳密度比空氣大,在倒置的燒杯內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳一直往下擴散,留在燒杯內(nèi)的量其實不多。因此,在取下燒杯后需要很快的倒入澄清石灰水,否則較難得到石灰水變渾濁的現(xiàn)象。
3.現(xiàn)象較易受到其他燃燒產(chǎn)物的干擾。蠟燭燃燒時會冒黑煙,干擾對燒杯壁上產(chǎn)生水珠的觀察。
這些都使得學(xué)生在完成實驗的時候很難得到理想的結(jié)果,不但不能通過化學(xué)實驗教學(xué)激起學(xué)生的興趣,反而會打擊其積極性。
【實驗改進】
主題:蠟燭燃燒產(chǎn)物
時間:約5分鐘
現(xiàn)象描述:在點燃蠟燭的時候,使用一個過濾泵抽取燃燒產(chǎn)物,使其依次通過一張綠色的無水氯化鈷試紙,以及石灰水。從而證明蠟燭燃燒會生成水和二氧化碳。
儀器:
1.一個玻璃漏斗,直徑約6厘米。
2.兩個大試管。
3.兩個橡膠塞,尺寸以能恰好蓋緊大試管為宜。每個橡膠塞上都有兩個孔,并分別塞入一根長的一根短的玻璃導(dǎo)管;
4.一個過濾泵。
化學(xué)試劑:
一根蠟燭;一張藍色無水氯化鈷試紙(或用無水硫酸銅試紙等之類的初中化學(xué)常用的檢測水的試紙代替);約20ml石灰水
(氫氧化鈣的飽和溶液)
【實驗方法】
實驗前準備:按圖1搭好實驗裝置。需要注意與漏斗連接的那個直角導(dǎo)管,不能直接用軟管與漏斗直接連接,否則可能會使接口處受熱熔化。一個比較理想的做法是將漏斗的柄(需要漏斗的柄較長)加熱并彎曲成直角,再與右方裝置連接。另一種方法是將普通漏斗與一根玻璃直角導(dǎo)管用環(huán)氧樹脂連接起來。還有一種臨時的替代方案是將玻璃直角導(dǎo)管的一端插入漏斗的柄內(nèi),在接口處用一端軟管包起來密封(如圖2)。
在第一個試管的底部放入一張無水氯化鈷試紙;在第二個試管底部倒入一定量石灰水,石灰水應(yīng)沒過試管內(nèi)的長導(dǎo)管,且高出長導(dǎo)管口一定距離,使得導(dǎo)管口在石灰水中間位置附近。
開動過濾泵,使得蠟燭燃燒產(chǎn)物可以順著儀器連接方向飄動。點燃蠟燭,幾分鐘后會觀察到第一個試管內(nèi)的藍色無水氯化鈷試紙變成粉紅色,第二個試管內(nèi)的澄清石灰水變渾濁。證明蠟燭燃燒生成了水和二氧化碳。
【教學(xué)技巧】
1.在有現(xiàn)象產(chǎn)生后可保持儀器運作一段時間,然后讓學(xué)生分組依次上前近距離觀察。
2.如果學(xué)生事先對無水氯化鈷試紙遇水變色以及澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁的特征不熟悉,可以在本實驗前,或者在點燃蠟燭后等待產(chǎn)生現(xiàn)象的這段時間內(nèi)給學(xué)生分別講解并演示無水氯化鈷及澄清石灰水的這兩個特征:可通過往無水氯化鈷試紙上滴水來演示其遇水變色的特征;通過往澄清石灰水內(nèi)吹氣的方法來演示其遇二氧化碳變渾濁的特征。
【教學(xué)拓展】
1.引導(dǎo)學(xué)生回答:為什么本實驗的儀器中第一個試管放無水氯化鈷試紙,第二個放澄清石灰水?是否可以互換二者位置?
2.由于空氣中本身也含有水蒸氣和二氧化碳,引導(dǎo)學(xué)生思考,光通過本實驗的結(jié)果就斷定蠟燭燃燒會產(chǎn)生水和二氧化碳是否科學(xué)。借勢引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計對照實驗,即搭建另一組同樣的儀器,但在開動過濾泵之后不點燃蠟燭,觀察需要多久才能產(chǎn)生試紙變色及石灰水變渾濁的現(xiàn)象。
3.在澄清石灰水變渾濁之后繼續(xù)運轉(zhuǎn)實驗系統(tǒng)一段時間,渾濁的石灰水會變澄清。引導(dǎo)學(xué)生思考,并拓展相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的知識。
4.通過蠟燭燃燒會產(chǎn)生二氧化碳這一現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生對溫室效應(yīng)的討論。
(作者單位 安徽省淮北市西園中學(xué))