初中化學實驗設計之三氧化碳性質的探究
　　1．化學反應原理：
　　⑴一般情況下，二氧化碳不能燃燒也不能支持燃燒，二氧化碳的密度比空氣大，是空氣密度的1.5倍，故二氧化碳可以滅火。將二氧化碳傾倒入盛有高低不同的兩支蠟燭的燒杯中，可見蠟燭由下而上依次熄滅。
　　⑵二氧化碳能溶于水。在集滿二氧化碳的塑料瓶中，加入水振蕩，二氧化碳溶解，致瓶內壓強變小而出現內陷現象。
　　⑶二氧化碳能和水反應，生成碳酸。

　　碳酸能使濕潤的紫色石蕊試紙變紅色。
　　碳酸很不穩定，受熱或濃度較高時易分解。

　　將變紅色的石蕊試紙加熱，試紙又變成紫色。
　　⑷二氧化碳與石灰水中的氫氧化鈣反應，生成難溶性的碳酸鈣而使溶液變渾濁。這是室驗室檢驗二氧化碳的常用方法。

　　2．實驗儀器：燒杯、塑料瓶、集氣瓶、噴壺、試管等。
　　實驗藥品：二氧化碳、蠟燭、石蕊試紙、水、新配制的澄清石灰水等。
　　3．探究方案：
　　⑴用鐵片彎成一個小階梯，用酒精燈稍加熱。將兩支長短相同的蠟燭趁熱按在鐵片上，待冷卻后，蠟燭即固定在鐵片上了。將此置于燒杯中。手握集氣瓶，將其中新收集的二氧化碳順燒杯壁緩緩傾倒入燒杯同，可看到小蠟燭由下而上熄滅。如圖17-1。由此說明二氧化碳不能燃燒也不能支持燃燒，密度比空氣大。

　　做此實驗時，收集的二氧化碳要盡可能滿，盡可能純凈。集氣瓶用較大的為宜。傾倒時要沿杯壁往下倒，太快上下蠟燭一道熄滅，太慢，下面的蠟燭熄滅了，上面的蠟燭還會繼續燃燒。教師最好事先做幾次，體驗一下傾倒速度。以保證實驗的成功。
　　⑵用塑料瓶收集一瓶二氧化碳，倒入約三分之一體積的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩。觀察到塑料內陷。如圖17-2。證明二氧化碳能溶于水。
　　⑶用吸水性較好且有一度強度的紙折四朵小花，將其完全浸入石蕊試液中，取出晾干后，再浸入石蕊試液中，取出晾干。直到紙花變成明顯的紫色為止。
　　向第一朵小花上噴稀醋酸（或稀鹽酸等），紙花變紅色。說明石蕊試液遇酸變紅色；
　　向第二朵小花噴水，紙花不變色。說明水不能使石蕊變紅色；
　　將第三朵紙花放入集滿二氧化碳的集氣瓶中。紙花也不變色，說明二氧化碳不能使石蕊變色。
　　第四朵紙花先噴水濕潤，再放入集滿二氧化碳的集氣瓶中。紙花變紅色。說明此時有酸存在，是二氧化碳與水反應的產物碳酸，如圖17-3。

　　取出第一朵和第四朵變色的紙花，分別放在酒精燈火焰上加熱。第一朵紙花不變色，第四朵紙花變紫色。由此說明碳酸不穩定，遇熱分解。
　　⑷在試管中取5mL左右的澄清石灰水，通入二氧化碳，石灰水變渾濁。
　　4．探究評價：
　　⑴傾倒二氧化碳的實驗需要有一定的經驗，不易成功。該實驗燒杯容積要適當，過小，倒入的二氧化碳很快充滿整個燒杯，導致上下蠟燭幾乎同時熄滅。燒杯太大，二氧化碳量不足，下層蠟燭熄滅而上層蠟燭繼續燃燒。燒杯宜以150mL，集氣瓶用250mL為宜。
　　⑵證明二氧化碳溶解性實驗效果明顯，操作簡便，效果很好。
　　⑶二氧化碳與水的反應中，紙花的制作有一定的難度。紙質太軟，浸泡時紙張易泡化，紙花不成形，紙質太硬，石蕊在紙花上不易形成較均一的紫色。向紙花上噴酸時，由于噴霧的不均勻，紙花上出現紅色斑點，而不是均一的紅色。
　　⑷二氧化碳和石灰水反應時，通入二氧化碳的時間要控制好。出現明顯的渾濁即停止通入二氧化碳。若繼續通入，二氧化碳與碳酸鈣繼續反應，生成可溶性的碳酸氫鈣，溶液又變澄清。

　　5．資源開發：
　　⑴為避免傾倒二氧化碳失敗，可將實驗進行如下改進，如圖17-4。點燃階梯上蠟燭，從導管中通入二氧化碳，一會兒就可看到下層蠟燭熄滅，然后上面的蠟燭熄滅。當然，通入二氧化碳的速度不可太快，太快蠟燭熄滅的時間差太小，不易分辨。

　　⑵證明二氧化碳的密度大，可選用以下實驗。
　　①如圖17-5所示。在鐵架臺上掛兩個紙袋（或塑料袋），調整，其其平衡。向右邊的紙袋內倒入二氧化碳，可明顯看到杠桿向右側傾斜。從面證明二氧化碳的密度比空氣大。

　　②如圖17-6所示。取一只天平，在天平左邊放一只250mL的燒杯，用砝碼平衡。再向燒杯內倒入二氧化碳，可明顯看到天平向二氧化碳一側傾斜。以此證明二氧化碳的密度比空氣大。
　　③取一只大的空燒杯（1000mL以上，也可以用小塑料桶代替），蓋上玻璃片，用向上排空氣法收集一杯二氧化碳氣體備用。
　　如圖17-7，用滴管頭醮些洗發精溶液，吹起空氣泡，輕輕擺動滴管頭，讓空氣泡落入充滿二氧化碳的大燒杯內。空氣汽可以二氧化碳中飄浮一段時間。證明二氧化碳的密度比空氣大。

　　如圖17-8所示。還可以用極薄的塑料袋吹成一個小氣球，放在大燒杯內，再向燒杯底部能入二氧化碳。氣球能緩緩上升到燒杯口部，證明二氧化碳的密度比空氣大。
　　6．創新思維：
　　⑴能否用燃著木條熄滅要驗純二氧化碳？
　　用排稀酸法收集不同體積的二氧化碳和空氣的混合氣體，再用燃著的木條試驗，測得如下數據。

　　可見，說二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，并不是絕對的。

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