文 卜 偉 李德前
(卜偉,本科,中教一級,江蘇省徐州市第三十五中學,221009。李德前,本科,中教特級,江蘇省徐州市西苑中學,221006)
2012年出版的滬教版義務教育教科書《化學》(九年級上冊)第102頁安排了“碳酸鈣與鹽酸反應”實驗(實驗裝置如圖1所示,托盤天平略)。此實驗裝置雖然改變了舊版教科書中涉及的2個化學反應的弊端[1],但在實驗中,當向密閉的錐形瓶里注入稀鹽酸時有時會發(fā)生沖塞現(xiàn)象。另外,每次實驗后注射器里都要再次吸入稀鹽酸,操作不夠簡便?,F(xiàn)對該實驗進行一些改進。
圖1
保留實驗體系封閉、反應前后裝置外形基本不變(實驗中注射器活塞會豎直上移一小段距離)的優(yōu)點,設計可以連續(xù)使用、實驗中不會發(fā)生沖塞、操作相對簡便的實驗裝置。
改進后的實驗裝置如圖2所示(盛放Y形管的燒杯和托盤天平略)。
主要實驗用品:Y形管,50 mL注射器,橡皮塞,玻璃絲,顆粒狀碳酸鈣(或塊狀石灰石),溶質質量分數(shù)為14%的稀鹽酸。
圖2
(1)取一個大小合適的Y形管,在左支管里加入大約10 g顆粒狀碳酸鈣(或塊狀石灰石),并在左支管的管口處塞一團玻璃絲;然后在右支管里注入不超過支管容積一半的稀鹽酸,再按圖2連好實驗裝置。
(2)將處于0刻度的注射器(確保其潤滑性良好)活塞輕輕向上拉動一小段距離,松開手后,若注射器活塞能回到原來的0刻度位置,則裝置不漏氣。
(3)將圖2的實驗裝置放入燒杯里,再將整個實驗裝置輕輕放在托盤天平的左盤上,并用砝碼平衡,記下第一次稱量的質量。
(4)取下Y形管,然后將其豎直向左傾斜,使稀鹽酸流入左支管中,可看到碳酸鈣表面冒出氣泡,同時注射器活塞慢慢向上運動。等到注射器活塞上移到大約30 mL刻度時,將Y形管豎直向右傾斜,使左支管中的稀鹽酸流回右支管中,反應立刻停止。再把Y形管輕輕放回到燒杯里,進行第二次稱量,并記下第二次稱量的質量。
(5)兩次稱量值相等,說明碳酸鈣與鹽酸反應前后的質量保持不變。
(6)延伸實驗:取下Y形管,拔掉橡皮塞,將注射器里的二氧化碳氣體排出,再將整個實驗裝置連接好,重新放回到托盤天平的左盤上進行第三次稱量,發(fā)現(xiàn)稱量值變小了。這說明反應前后相等的是“各物質的質量總和”[2],也說明驗證和探究質量守恒定律實驗,必須在密閉的裝置內(nèi)進行。
(7)本次實驗結束后,實驗裝置無需清洗,即可在另外一個班級繼續(xù)使用(重復上述操作)。一次添加足量的稀鹽酸和碳酸鈣,可以連續(xù)進行6~7次實驗。
(8)幾個班級的授課結束后,拆開實驗裝置清洗,以備后用。
(1)實驗設計巧妙,操作相對簡便,實驗現(xiàn)象明顯,提高了實驗教學效益。
(2)反應的發(fā)生和停止容易控制,適合在多個班級連續(xù)授課使用,提高了課堂教學效率。
[1]李德前.“碳酸鈣與鹽酸反應前后質量的測定”實驗改進[J].化學教育,2011(10):84-85.
[2]李偉,李德前.滬教版“碳酸鈣與鹽酸反應”實驗的改進[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011(24):63,70.