飲料瓶在化學實驗中的利用

摘要：介紹了利用生活中常見的廢棄飲料瓶加工成可以進行氣體爆鳴實驗、CO2氣體的性質實驗、甲烷氣體的性質實驗或簡易凈水器的裝置，并介紹了相應的實驗方法。通過這些實驗，既能做到廢物利用，又能為化學實驗增添光彩，對學生創(chuàng)新精神與實踐能力的培養(yǎng)也是大有裨益的。

關鍵詞：飲料瓶；初中化學實驗；實驗教學

文章編號：1005–6629（2013）12–0046–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

“教師和實驗員應指導學生利用生活中的廢棄物制成簡易的實驗儀器，從日常生活用品中尋找可替代的化學試劑。例如，用廢棄的飲料瓶和小藥瓶作反應容器，……培養(yǎng)學生利用資源的意識和實踐能力?！盵1]

生活中隨處可見各種塑料飲料瓶，它能為化學實驗的改進建奇功。飲料瓶密閉性好，能防止氣體的泄漏；瓶身透明，實驗現象一目了然；反應產物保存完好，檢驗方便；有固定容積，易于控制氣體的體積；來源于生活，能給學生帶來親切感。實驗時，要根據具體情況對瓶子進行改裝。

1 爆鳴實驗

1.1 制作方法

（1）點火器：拆開打火機，取出高壓發(fā)火部件，把雙股導線的一股接在發(fā)火花的導線上，另一股接在發(fā)火花部件下方的金屬圓柱體上，然后把該部件重新插入打火機外殼并安裝好。放電尖端，要靠近點。

（2）爆炸氣筒：取一個500 mL圓柱形塑料飲料瓶，去底，把它的體積分成十等份，在瓶的外壁上做好標記。

（3）自制水槽：把大號塑料橙汁瓶的上部去掉，留下部為自制水槽。

1.2 使用方法

（1）收集氣體：旋開爆炸氣筒的蓋子，然后把它放入自制水槽中，向水槽中加水至氣筒內的液面升到所需體積的刻度，旋緊蓋子（如圖1），收集氣體。

（2）點火引爆：從水槽中取出收集了一定體積氣體的氣筒，放在平穩(wěn)的桌上，從底部伸入點火器的放電端（如圖2），按下點火器，立刻發(fā)生爆炸，瓶子豎直上升，猶如火箭升空。

（3）氫氣爆炸最猛烈點：氫氣和空氣的體積比大約2：5，即約氣筒體積的30%，在氣筒底往上第三標記處。

（4）做干燥面粉爆炸實驗：在桌上放好燃著的蠟燭和干燥的面粉小瓶及鼓氣裝置（可用注射器代替）。一罩上飲料瓶就馬上鼓氣，以免蠟燭燃燒時間過長降低容器內氧氣濃度，導致實驗失敗。

2 二氧化碳的性質實驗

2.1 二氧化碳溶于水

用礦泉水瓶收集一瓶二氧化碳氣體，注入半瓶水，蓋上蓋子后振蕩，發(fā)現礦泉水瓶變“瘦”，證明二氧化碳能溶于水。

2.2 與氫氧化鈉溶液的反應

用礦泉水瓶收集一瓶二氧化碳，注入10 mL氫氧化鈉溶液，蓋上蓋子后振蕩，發(fā)現瓶子嚴重變癟，與上述實驗1比較可知少量水溶解了二氧化碳不可能導致瓶子發(fā)生如此大的變形，說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了化學反應。

2.3 二氧化碳的貯存

用礦泉水瓶收集氣體貯存?zhèn)溆貌灰滓萋?，特別是比較同體積的二氧化碳和空氣質量大小時，用紙杯做的簡易天平受風的影響會發(fā)生擺動，用集氣瓶傾倒會碰到紙杯影響實驗，而用礦泉水瓶收集二氧化碳做實驗效果好。

2.4 泡沫滅火器實驗

如圖3，取500 mL大口橙汁飲料瓶，在離瓶口2 cm處用鐵釘穿一小孔，代替吸濾瓶。內裝碳酸鈉濃溶液40 mL，用小塑料藥瓶裝20 mL濃鹽酸，用細線系住后放入飲料瓶中，旋緊瓶蓋。將瓶子翻轉，可觀察到明顯的實驗現象。改進后裝置最大的優(yōu)點是可避免因飲料瓶內氣體壓力過大瓶塞被彈開。

3 甲烷（沼氣）的性質實驗

3.1 沼氣產生原理演示（點燃氣體前要檢驗純度）

用燒熱的玻璃棒分別在兩個礦泉水瓶a、b的下部熔個小孔（大小以厚橡膠管剛好插入較緊為宜）。在a號瓶中盛滿吃剩的面條、米飯和湯水（在a號瓶下部的小孔處要放一塊鐵紗網，以防止面條、米飯堵塞橡膠管），瓶口塞上帶尖嘴導管的橡膠塞，用彈簧夾夾住尖嘴導管上的橡膠管，然后用橡膠管將a、b兩瓶連接起來（如圖4），再往b瓶中放些水液封橡膠管并敞口。幾天后a瓶中有液體進入b瓶，振蕩a瓶有氣泡產生。當a瓶中有三分之二體積的氣體時打開彈簧夾，向b瓶中加水，a瓶中的氣體從尖嘴導管排出，可做燃燒實驗。

3.2 沼氣的燃燒

如圖5，將500 mL的礦泉水瓶去底，瓶口塞上帶尖嘴導管（連接在橡膠管上，橡膠管處夾上彈簧夾）的橡膠塞（裝置1）。把1.5 L的飲料瓶截去上部，留下部圓柱體，底部放些水備用（裝置2）。用裝置1在有較多植物廢棄物的淺水池沼中收集沼氣（不用實驗制取，利于理解農村沼氣池原理）。集滿后取出放入裝置2，在裝置1上套上鐵圈，防止上浮。打開彈簧夾，向裝置2中緩緩加水，在導管尖嘴處點燃即可觀察到沼氣燃燒。

4 簡易凈水器的制作

圖6所示裝置用于演示水的凈化原理，且能說明木炭（或活性炭）有吸附作用。棉花用于濾去木炭粉末，細砂除了可起粗濾作用外，還用來壓住小木炭，防止加水時小木炭浮起，有助于濾去水中的懸浮固體雜質。實驗時，可向裝置中加入淡淡的混有少量泥沙和紅墨水的不凈水，出口處流出的是澄清的水。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2012：58.