探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之二氧化碳性質(zhì)的探究

探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之二氧化碳性質(zhì)的探究1．化學(xué)反應(yīng)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(nèi)壓強(qiáng)變小而出現(xiàn)內(nèi)陷現(xiàn)象。⑶二氧化碳能和水反應(yīng)，生成碳酸。碳酸能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兗t色。碳酸很不穩(wěn)定，受熱或濃度較高時(shí)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(yīng)，生成難溶性的碳酸鈣而使溶液變渾濁。這是室驗(yàn)室檢驗(yàn)二氧化碳的常用方法。2．實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯、塑料瓶、集氣瓶、噴壺、試管等。

實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)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(xù)燃燒。教師最好事先做幾次，體驗(yàn)一下傾倒速度。以保證實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(qiáng)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(shí)有酸存在，是二氧化碳與水反應(yīng)的產(chǎn)物碳酸，如圖17-3。如圖17-8所示。還可以用極薄的塑料袋吹成一個(gè)小氣球，放在大燒杯內(nèi)，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(chuàng)新思維：⑴能否用燃著木條熄滅要驗(yàn)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(yàn)，測得如下數(shù)據(jù)。編號ⅠⅡⅢⅣⅤCO2體積（%）8060402010空氣體積（%）2040608090木條燃燒情況熄滅熄滅熄滅時(shí)燃時(shí)熄安靜燃燒實(shí)驗(yàn)證明，只有二氧化碳在空氣中的體積分?jǐn)?shù)高于20%時(shí)，燃著的木條就會熄滅?？梢?，用燃著的木條試驗(yàn)二氧化碳的純度是不可靠的。因此，用排空氣法收集二氧化碳并用燃著的木條驗(yàn)純，不一定能得到較純的二氧化碳?xì)怏w。因此，要處到純凈的二氧化碳?xì)怏w，就應(yīng)該盡可能用排液體的方法收集。這些方法包括排飽和碳酸氫鈉溶液、排稀酸（如在水槽中滴幾滴稀鹽酸等）溶液等方法。⑵二氧化碳的噴泉實(shí)驗(yàn)。在雙孔膠塞上插入一根帶止水夾的導(dǎo)管，用滴管吸入一管的新配制的澄清石灰水，插入膠塞內(nèi)。備用。用燒瓶收集一瓶二氧化碳?xì)怏w，立即塞上帶導(dǎo)管和膠頭滴管的雙孔塞。導(dǎo)管插入盛有新配制的澄清石灰水的燒杯中。固定在鐵架臺上。用手?jǐn)D壓膠頭滴管的膠頭，將澄清石灰水?dāng)D入燒瓶內(nèi)，打開止水夾?？梢姷匠吻迨宜槍?dǎo)管逆流入燒瓶內(nèi)，并形成乳白色的“噴泉”。如圖17-9。該實(shí)驗(yàn)不僅能說明二氧化碳可以與石灰水反應(yīng)，而且具有很強(qiáng)的視覺沖擊力，對于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)生興趣很有效果。⑶二氧化碳不能支持燃燒嗎？用坩堝鉗夾住一根用砂紙打磨光亮的鎂條，在酒精燈火焰上點(diǎn)燃，迅速伸入集滿二氧化碳的集氣瓶中，鎂條繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生耀眼的白