摘要：把廢舊塑料礦泉水瓶用于化學(xué)實驗，設(shè)計了探究氣體的溶解性、驗證二氧化碳的性質(zhì)、驗證二氧化碳與堿的反應(yīng)、探究分子的運動等實驗。實驗方案的設(shè)計增強了實驗的趣味性、實用性和可操作性，拉近了化學(xué)與生活的距離，提高學(xué)生對身邊物質(zhì)有用性的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

關(guān)鍵詞：塑料礦泉水瓶；初中化學(xué)實驗；探究實驗；趣味實驗；實驗設(shè)計

文章編號：1005–6629（2017）7–0055–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

廢舊塑料礦泉水瓶是大家司空見慣的一種生活廢舊品，它具有密封、質(zhì)軟、透明等特點。將廢舊塑料礦泉水瓶應(yīng)用于化學(xué)實驗，可以化抽象為直觀，化枯燥為生動，幫助學(xué)生理解知識，提高學(xué)習(xí)效果，凸顯變廢為寶的教學(xué)理念，提高學(xué)生對身邊物質(zhì)有用性的認(rèn)識[1]?，F(xiàn)介紹幾則塑料礦泉水瓶在初中化學(xué)實驗中的應(yīng)用案例，與同行分享交流。

例1 驗證氧氣的溶解性

氧氣是初中化學(xué)中的一種重要氣體。對于氧氣的溶解性這一物理性質(zhì)的學(xué)習(xí)，教材只是用語言文字告知學(xué)生“氧氣不易溶于水”。教材只做語言描述，沒有安排實驗探究活動。教師口述實驗結(jié)論，學(xué)生半信半疑，缺乏說服力。為消除學(xué)生的疑慮，我們設(shè)計如下實驗方案，幫助學(xué)生理解氧氣的溶解性這一性質(zhì)。

取兩個材質(zhì)、大小、形狀完全相同的軟塑料礦泉水瓶，用排氣法分別收集滿二氧化碳和氧氣，塞緊瓶塞，用注射器向瓶中分別注入等體積的水，針孔處用透明膠粘貼。振蕩，一會兒發(fā)現(xiàn)盛有二氧化碳?xì)怏w的礦泉水瓶變癟，而盛有氧氣的礦泉水瓶幾乎沒有變化，打開盛氧氣的礦泉水瓶瓶塞，迅速向瓶內(nèi)放入一條小魚，小魚能生活在水中（如圖1所示）。

“盛二氧化碳?xì)怏w的礦泉水瓶變癟”說明二氧化碳能溶于水；“盛氧氣的礦泉水瓶不變癟、小魚能生活在水中”則有力說明“氧氣不易溶于水而不是不溶于水”[2]。

設(shè)計對比實驗，化抽象為直觀，由感性到理性。化解了學(xué)生心中的疑團，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，巧妙地突破了學(xué)習(xí)難點，幫助學(xué)生較好地理解了“氧氣不易溶于水”這一物理性質(zhì)。

例2 驗證二氧化碳的性質(zhì)

二氧化碳也是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的一種重要氣體。對于二氧化碳的密度及二氧化碳與水反應(yīng)等性質(zhì)，我們設(shè)計了實驗方案2進(jìn)行驗證。

透明塑料礦泉水瓶內(nèi)裝有一根固定的細(xì)銅絲，銅絲的上段和下段等距離系有8朵用紫色石蕊試液浸泡過的小紙花，1號和3號紙花均是濕潤的，2號和4號紙花均是干燥的，用注射器穿過瓶子中間部位的瓶壁向瓶內(nèi)緩慢注入二氧化碳?xì)怏w（如圖2所示）。

通過實驗可以看到：銅絲中間部位以下的4朵小紙花中1號和3號紙花均由紫色變?yōu)榧t色，2號和4號紙花不變色；銅絲中間部位以上的4朵紙花中只有1號小紙花由紫色變?yōu)榧t色，但顏色相對下部的變色紙花較淺一些，其他紙花沒有變色。銅絲下部濕潤的小紙花顏色變得較深，上部濕潤的小紙花顏色多數(shù)不變色，瓶內(nèi)干燥的小紙花均不變色。這有力證明二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸且二氧化碳的密度比空氣密度大。

本實驗將二氧化碳的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)融為一體。借助礦泉水瓶的透明、密封、質(zhì)軟等特點，設(shè)計實驗，構(gòu)思巧妙，化平淡為有趣，學(xué)生興趣盎然。透過實驗現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生思考，有利于幫助學(xué)生理解知識，用實驗說話，培養(yǎng)學(xué)生的實證意識。

例3 驗證二氧化碳與堿的反應(yīng)

二氧化碳與堿溶液的反應(yīng)，是初中化學(xué)中堿的重要性質(zhì)之一。對該知識的學(xué)習(xí)教材中沒有安排實驗探究活動，只是進(jìn)行了簡單的語言描述，學(xué)生理解起來十分困難。為此，我們設(shè)計了實驗方案3，讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，增強對知識的理解和學(xué)習(xí)。

取三個同材質(zhì)、大小、形狀相同的軟塑料瓶，將三者均充滿二氧化碳?xì)怏w，分別向其中倒入等溫等體積的飽和氫氧化鈉溶液、飽和石灰水及水，振蕩，比較三者變癟的程度（如圖3所示）。

通過實驗可以觀察到A瓶變癟程度最大，B瓶次之，C瓶變癟程度最小。該實驗不僅排除了水的干擾，還能證明二氧化碳與氫氧化鈣、氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，并能比較出二者與二氧化碳反應(yīng)的不同程度。根據(jù)礦泉水瓶變癟的程度還可推斷出氫氧化鈉、氫氧化鈣的溶解性不同；“澄清石灰水與二氧化碳作用能產(chǎn)生白色沉淀、氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)軟塑料瓶變癟程度較大”等現(xiàn)象提醒我們：檢驗二氧化碳?xì)怏w時可選用澄清石灰水，除去二氧化碳時可選擇氫氧化鈉溶液。

若用盛有鹽酸的注射器分別向反應(yīng)后的A、B兩礦泉水瓶中注入鹽酸，則會看到瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，變癟的礦泉水瓶逐漸鼓起來（如圖4、圖5所示）。這從產(chǎn)物角度再次證明了二氧化碳與堿溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

利用礦泉水瓶的形變設(shè)計對比實驗，借助產(chǎn)生的可視化現(xiàn)象，化無形為有形，來證實二氧化碳與堿溶液之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。由于堿溶液中含有水，而且二氧化碳?xì)怏w能溶于水，所以設(shè)計實驗時，也考慮到水的存在對實驗造成的干擾，并排除了這一干擾。

例4 探究分子的運動

分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種基本粒子，分子是不斷運動的。為了探究分子具有不斷運動的特性，我們一改教材中實驗具有的裝置密封性差、氨水用量大等弊端，設(shè)計了如下實驗探究活動。

取兩個材質(zhì)、大小、形狀完全相同的軟礦泉水瓶。在用濾紙折疊成的花朵上噴上酚酞，用細(xì)線系好，分別固定在兩個礦泉水瓶中（具體操作可參照例2），再分別用注射器同時注入3滴濃氨水，針孔處用透明膠粘貼。同時將兩個瓶子分別放入等體積的冷水和40℃的熱水中（如圖6所示）。（提示：熱水的溫度不能太高，否則瓶中會形成水霧影響觀察。）

兩個瓶子中的濾紙花由下而上逐漸變紅，“節(jié)節(jié)開花”，最后全部由無色變?yōu)榧t色，猶如一株盛開的鮮花，但放入熱水中的紙花變色的速度較快。從而得出結(jié)論：分子是不斷運動的，溫度越高分子運動速度越快。

借助塑料礦泉水瓶的透明、密封特點，設(shè)計對比實驗，既節(jié)約了實驗藥品又增強了實驗的可視性，同時還避免了對環(huán)境的污染。體現(xiàn)了實驗過程的綠色化、實驗藥品的節(jié)簡化、實驗現(xiàn)象的直觀化。

例5 探究鐵的燃燒

學(xué)習(xí)氧氣的化學(xué)性質(zhì)時，教師演示了鐵絲在氧氣中燃燒的實驗：

首先在空氣中加熱鐵絲，鐵絲只是保持紅熱狀態(tài)。迅速將其插入盛有氧氣的集氣瓶中（瓶中預(yù)先加少量水或鋪一層細(xì)沙），觀察到鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體（如圖7所示）。

不少學(xué)生在認(rèn)真觀察教師演示實驗中鐵絲的燃燒過程后，錯誤地認(rèn)為鐵在空氣中不燃燒，在氧氣中才能燃燒。

為糾正學(xué)生的錯誤認(rèn)識，我們增補了鐵粉在空氣中燃燒的對比實驗。

把少量鐵粉裝入一個瓶蓋扎有小孔的小塑料礦泉水瓶中，點燃酒精燈，輕拍塑料瓶，鐵粉紛紛灑落在火焰上，鐵粉劇烈燃燒起來。

使用礦泉水瓶盛裝鐵粉，操作簡便、節(jié)約藥品、并能保持實驗持續(xù)進(jìn)行，現(xiàn)象十分明顯。通過對比實驗，學(xué)生認(rèn)識到鐵的狀態(tài)不同、氧氣的濃度不同、燃燒時的劇烈程度也不同。塊狀的鐵絲在空氣中不燃燒而在氧氣中劇烈燃燒，粉末狀的鐵粉在空氣中也能劇烈燃燒。因此，學(xué)生明白了“鐵在空氣中不燃燒，在氧氣中劇烈燃燒”的說法是不準(zhǔn)確和不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

實驗是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的催化劑。利用礦泉水瓶進(jìn)行實驗，材料易得，設(shè)計新穎，操作簡便，趣味性強，裝置可重復(fù)使用。使實驗化無形為有形，化平淡為有趣，化抽象為直觀。廢舊礦泉水瓶在實驗中應(yīng)用，既可降低成本，又能拉近學(xué)生與化學(xué)之間的距離，體現(xiàn)了變廢為寶理念，提高了學(xué)生對身邊物質(zhì)有用性的認(rèn)識，培養(yǎng)了學(xué)生節(jié)約資源、珍惜資源的好習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王榮橋.氣球在初中化學(xué)實驗中的應(yīng)用案例[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（7）：39～16.

[2]嚴(yán)春建.基于降低學(xué)習(xí)難度的初中化學(xué)新授課教學(xué)策略研究[J].化學(xué)教與學(xué)，2016，（12）：31～33.