◆王有明

CO2與H2O實(shí)驗(yàn)再探究

◆王有明

轉(zhuǎn)化思想是一種最基本的解題的思維策略，其實(shí)就是一種變通方式，通過(guò)變換使研究中遇到的問(wèn)題得到轉(zhuǎn)化，進(jìn)而得到解決。基于轉(zhuǎn)化思想，通過(guò)幾套實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究CO2與H2O實(shí)驗(yàn)。

轉(zhuǎn)化思想；實(shí)驗(yàn)；化學(xué)

1 前言

許多化學(xué)反應(yīng)雖然發(fā)生了，但是沒(méi)有明顯的反應(yīng)現(xiàn)象。因此也無(wú)法判斷它們是否真發(fā)生了反應(yīng)。如CO2與H2O的化學(xué)反應(yīng)就沒(méi)有明顯的反應(yīng)現(xiàn)象，那么如何將原本無(wú)現(xiàn)象的反應(yīng)產(chǎn)生一些現(xiàn)象？對(duì)于這種無(wú)現(xiàn)象的反應(yīng)能否設(shè)計(jì)出一些實(shí)驗(yàn)，從而透過(guò)現(xiàn)象直觀地證明兩者發(fā)生了反應(yīng)？下面基于轉(zhuǎn)化思想，通過(guò)幾套實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究CO2與H2O的確發(fā)生了反應(yīng)。

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案分析

方案一 在一集氣瓶中收集滿CO2，加入一定量的H2O，蓋上玻璃片，輕輕震蕩后倒立，驚奇地發(fā)現(xiàn)玻璃片被牢牢地吸住了！相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及現(xiàn)象解釋：H2O+CO2＝H2CO3，集氣瓶中的CO2和H2O發(fā)生反應(yīng)，瓶?jī)?nèi)CO2氣體的體積減小，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)隨CO2氣體的體積減小而減小，外界大氣壓大于瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，所以玻璃片被牢牢地吸住了。實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。

圖1

方案二 由于CO2與H2O反應(yīng)生成H2CO3，而酸能使紫色石蕊試液變色，因此將上述CO2與H2O反應(yīng)后的溶液取少許，滴加到盛有紫色石蕊試液的試管里，震蕩后溶液如果變成紅色，就能說(shuō)明CO2與H2O發(fā)生了反應(yīng)。相關(guān)的化反應(yīng)及現(xiàn)象解釋：H2O+CO2＝H2CO3，紫色的石蕊試劑遇酸變紅。實(shí)驗(yàn)裝置圖見(jiàn)圖2。

圖2

圖3

圖4

方案三 在礦泉水瓶中收集滿CO2，加入一定量的H2O，蓋上瓶蓋，震蕩后礦泉水瓶變癟了。相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及現(xiàn)象解釋：H2O+CO2＝H2CO3，礦泉水瓶中的CO2和H2O發(fā)生反應(yīng)，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)隨氣體體積的減小而減小，大氣壓大于瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，所以被壓癟了。注意事項(xiàng)：此實(shí)驗(yàn)中礦泉水瓶必須是軟塑料材料的才行。實(shí)驗(yàn)裝置圖見(jiàn)圖3。

方案四 向盛滿CO2的錐形瓶中加入一定量NaOH溶液后立即用帶有導(dǎo)管的橡膠塞塞緊，充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)管下端固定的氣球膨脹變大了。相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及現(xiàn)象解釋：H2O+CO2＝H2CO3，礦泉水瓶中的CO2和H2O發(fā)生反應(yīng)，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)隨氣體體積的減小而減小，大氣壓大于瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，所以氣球膨脹了。注意事項(xiàng)：此實(shí)驗(yàn)中的氣球必須是完好無(wú)損的。實(shí)驗(yàn)裝置圖見(jiàn)圖4。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述幾套方案實(shí)驗(yàn)的探究，不難發(fā)現(xiàn)這幾套方案都是利用氣體和溶液（或液體）的反應(yīng)，使得氣體的體積不斷減小，密閉反應(yīng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)也隨氣體體積的減小而減小，從而形成壓力差，使得CO2與H2O的化學(xué)反應(yīng)原本沒(méi)有明顯的反應(yīng)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成可以形象直觀地觀察到明顯的現(xiàn)象，這就是轉(zhuǎn)化思想。

轉(zhuǎn)化思想是一種最基本的解題思維策略和方式，其實(shí)就是一種變通的思路，是通過(guò)變換，將研究中遇到的問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化，進(jìn)而達(dá)到解決的一種方法。在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，遇到的很多氣體和溶液（或液體）的反應(yīng)都可以利用這一方法和思想。如二氧化碳?xì)怏w和氫氧化鈉溶液，二氧化硫氣體和氫氧化鈉溶液，氨氣和水，氨氣和稀硫酸，等等，都可以利用上述方案和裝置進(jìn)行探究。通過(guò)這種探究活動(dòng)，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，又發(fā)展了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如果僅僅是希望做到“授之以魚(yú)”或“授之以漁”，是不夠的，更重要的是讓學(xué)生“悟其漁識(shí)”，即在引導(dǎo)學(xué)生理解掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，更要注重化學(xué)思想方法的滲透。而轉(zhuǎn)化思想方法作為最重要的化學(xué)思想方法之一，在學(xué)習(xí)化學(xué)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中無(wú)所不在，因此要讓學(xué)生學(xué)會(huì)并運(yùn)用這一思想方法解決在實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題，當(dāng)然這需要教師善于運(yùn)用科學(xué)有效的方法進(jìn)行引導(dǎo)。只有這樣，才能提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和思維的能力，才能提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

[1]山艷.二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的再探究[DB/OL]. [2012-03-13].http://www.pep.com.cn/czhx/rjbczhx/rjzhwd/ 201203/t20120313_1435626.html.

[2]王有明.聚焦實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2016(12):42-43.

G633.8

B

1671-489X(2017)13-0138-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2017.13.138

作者：王有明，武威市古浪縣大靖初級(jí)中學(xué)，一級(jí)教師，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)（733103）。