徐九勇
【摘 要】利用干冰升華得到氣體二氧化碳,并進(jìn)行相關(guān)二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。干冰代替實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)很多:(1)升華得到的二氧化碳?xì)怏w比較純凈,不需要進(jìn)行除雜;(2)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、快捷,教師在組織教學(xué)時(shí)可以安排學(xué)生實(shí)驗(yàn);(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,便于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
【關(guān)鍵詞】干冰實(shí)驗(yàn);教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問題的提出
教師在進(jìn)行二氧化碳性質(zhì)教學(xué)時(shí),想通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和探究身邊的化學(xué)物質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的好奇心和探究欲望,讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)美。但教師在具體組織教學(xué)時(shí),很難通過石灰石與稀鹽酸的反應(yīng),讓學(xué)生得到干燥、純凈的二氧化碳;用含雜質(zhì)的二氧化碳進(jìn)行與水反應(yīng)、與澄清石灰水反應(yīng)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)干擾;如果教師安排對(duì)含雜質(zhì)的二氧化碳進(jìn)行除雜,學(xué)生又不具備相關(guān)知識(shí)和能力。所以,在進(jìn)行相關(guān)教學(xué)時(shí),我們教師通常只是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),甚至個(gè)別實(shí)驗(yàn)用多媒體視頻代替,打擊了學(xué)生的好奇心,對(duì)教學(xué)效果也有影響。
干冰越來越常見,通過網(wǎng)上也很容易購(gòu)買。如果利用干冰升華來產(chǎn)生氣態(tài)二氧化碳進(jìn)行實(shí)驗(yàn),既方便快捷,二氧化碳中也沒有其他干擾雜質(zhì)。
二、干冰在二氧化碳性質(zhì)教學(xué)中的應(yīng)用案例
1.教學(xué)流程設(shè)計(jì)
創(chuàng)設(shè)問題情境——向盛有干冰的燒杯中加入少量水,出現(xiàn)云霧奇觀。
引出問題——二氧化碳性質(zhì)有哪些?
實(shí)驗(yàn)探究——學(xué)生利用干冰進(jìn)行書本實(shí)驗(yàn)。
歸納總結(jié)——二氧化碳的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。
拓展應(yīng)用——環(huán)保、安全方面教育(燈火試驗(yàn))。
鞏固練習(xí)
2.教學(xué)主要過程設(shè)計(jì)
演示:向盛有干冰的水槽中加入少量水,大量的云霧沿著講臺(tái)流淌下來。
提問:這是什么原因,里面的干冰是什么?你可以通過什么實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想?
學(xué)生討論,在教師的指導(dǎo)下用鑷子將幾粒干冰放入塑料飲料瓶中,塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞,導(dǎo)管的一端通入澄清石灰水,學(xué)生觸摸飲料瓶底部,感知干冰升華吸熱,對(duì)干冰作制冷劑用途有切身體驗(yàn)。同時(shí),學(xué)生觀察到澄清石灰水慢慢變渾濁。
教師指導(dǎo)學(xué)生完成6-3滅火實(shí)驗(yàn),將幾粒干冰放入燒杯中,形成云霧,再用形成的云霧倒滅高低蠟燭。用干冰進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、直觀,白色的云霧像水一樣傾倒而下。由于干冰升華可以產(chǎn)生很多的二氧化碳,所以放高低蠟燭的燒杯可以用大燒杯,避免直接倒在上層蠟燭火焰上,使實(shí)驗(yàn)失敗。
教師提示學(xué)生向上述實(shí)驗(yàn)的塑料瓶中加入1/3體積的水,完成書本6-4溶于水實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生歸納相關(guān)性質(zhì):干冰是固態(tài)二氧化碳,干冰升華吸熱,可以作制冷劑。通常情況下二氧化碳是無(wú)色、無(wú)味的氣體,能溶于水,密度比空氣大。不能燃燒,也不能支持燃燒。二氧化碳能與澄清石灰水反應(yīng)(在教師的指導(dǎo)下書寫化學(xué)方程式),了解碳酸鈣不溶于水,形成渾濁現(xiàn)象,可以用來檢驗(yàn)二氧化碳。
教師提問:二氧化碳能溶于水,能不能與水反應(yīng)呢?
學(xué)生完成書本6-5與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn),在集氣瓶中放入干冰,等干冰升華以后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此處體現(xiàn)出用干冰代替實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳好處,不需要進(jìn)行去除氯化氫、水蒸氣等雜質(zhì),操作方便快捷,為學(xué)生在課堂有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提供保障。
教師也可以補(bǔ)充做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn):向盛有水和幾滴紫色石蕊試液的紅酒杯中加入一塊干冰(可以適當(dāng)大一點(diǎn)),杯子中出現(xiàn)大量由于干冰升華產(chǎn)生的氣泡,紫色的“酒”慢慢變成“紅酒”。當(dāng)學(xué)生看到水中翻滾的氣泡,漂亮的“紅酒”,定會(huì)將課堂推向又一個(gè)高潮。
拓展運(yùn)用:播放關(guān)于“云南圖書館二氧化碳泄漏”的新聞。
(1)事件過程追蹤:下列新聞片段內(nèi)容,跟二氧化碳的什么性質(zhì)有關(guān)?(播放新聞報(bào)道的四個(gè)剪輯片段)
(2)事后空氣檢測(cè):①用什么方法去取一瓶閱覽室的空氣樣品?②怎樣用簡(jiǎn)單方法檢驗(yàn)空氣樣品中是否含有大量二氧化碳?③二氧化碳泄漏人們?cè)撛鯓犹由恳哉鎸?shí)事件吸引學(xué)生注意力,讓學(xué)生充分感受學(xué)習(xí)二氧化碳、掌握科學(xué)知識(shí)的重要性。
(3)教學(xué)板書設(shè)計(jì)。
三、反思
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生又從分子、原子、元素、質(zhì)量守恒的迷茫中滿血復(fù)活。通過學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,親自參與到知識(shí)的形成過程中,學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中分析得出結(jié)論,并獲得成功的喜悅。這些是教師演示實(shí)驗(yàn)很難達(dá)到的結(jié)果。
干冰代替實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)很多:(1)升華得到的二氧化碳?xì)怏w比較純凈,不需要進(jìn)行除雜;(2)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、快捷,教師在組織教學(xué)時(shí)可以安排學(xué)生實(shí)驗(yàn);(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,便于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
用干冰進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)注意事項(xiàng):(1)干冰溫度很低,提醒學(xué)生不可以直接用手取用干冰,防止凍傷;(2)干冰易升華,損耗很大,要現(xiàn)用現(xiàn)買;(3)干冰保存不當(dāng)會(huì)發(fā)生物理爆炸,購(gòu)買的干冰不可以保存在密閉的容器中,只要放置在普通泡沫保溫箱中就行了。
【參考文獻(xiàn)】
[1]趙紅敏.“二氧化碳的性質(zhì)”教學(xué)案例及分析[J].數(shù)理化學(xué)習(xí),2014(10):79-80
[2]郭盛敏.干冰在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用嘗試[J].化學(xué)教與學(xué),2014(6):91-92