利用飲料瓶巧制氣體發(fā)生器

湖北省赤壁市實(shí)驗(yàn)中學(xué)黃新階工作室(437300) 孫丹鳳 姚志紅

湖 北 省 赤 壁 市 余 家 橋 學(xué) 校(437300) 石 凱

化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)既是實(shí)驗(yàn)的重要組成部分,也是化學(xué)課堂教學(xué)的一種有效補(bǔ)充與延續(xù)。初中化學(xué)教科書安排了多個(gè)課外實(shí)驗(yàn),由于實(shí)驗(yàn)資源的不足,實(shí)驗(yàn)存在安全隱患(大多數(shù)儀器是玻璃制品,易碎)及學(xué)業(yè)壓力大等問題,導(dǎo)致課外實(shí)驗(yàn)幾乎沒有落實(shí),嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

筆者巧妙利用塑料飲料瓶等材料制作了簡(jiǎn)易氣體發(fā)生器,其特點(diǎn)是：用品易找、成本低廉、制作方便、操作簡(jiǎn)單、用途多樣、可以隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生與停止,很適合學(xué)生開展課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

1 實(shí)驗(yàn)用品

空塑料瓶2個(gè),玻璃導(dǎo)管1根,橡皮管2根,帶孔橡膠塞1個(gè),輸液管1根(全新的),稀鹽酸(體積比1∶5),大理石,雙氧水,二氧化錳,碎石英砂或者干枯稻草,澄清石灰水,石蕊試液。

2 制作方法(以制取二氧化碳為例)

準(zhǔn)備2個(gè)塑料瓶并編號(hào)為①號(hào)和②號(hào),在①號(hào)和②號(hào)塑料瓶底部分別燙1個(gè)小洞,②號(hào)瓶的小洞位置可以燙低一點(diǎn),這樣可以節(jié)約稀鹽酸的用量。在2 個(gè)洞中插入橡膠管,橡膠管中間用玻璃管連接,做成一個(gè)連通器。再在①號(hào)瓶瓶口蓋上橡膠塞,橡膠塞中插入輸液管,把②號(hào)瓶放在稍微高一點(diǎn)的盒子上,實(shí)驗(yàn)裝置便制作完成了,如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 檢查裝置氣密性

關(guān)閉輸液管開關(guān),向②號(hào)塑料瓶中加水至一定高度,靜置片刻,觀察②號(hào)瓶中液面高度,如果液面高度不變說明裝置氣密性良好,反之則說明裝置漏氣。

3.2 加入藥品

首先在①號(hào)瓶中加入石英砂(或者干枯稻草、其他干枯野草)壓實(shí)(草是為了把稀鹽酸和大理石分離,草不與稀鹽酸反應(yīng)),再在草上放入大理石,塞上橡皮塞,關(guān)閉輸液管開關(guān)后再向②號(hào)瓶中加入稀鹽酸。

3.3 實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論

加完藥品后,打開輸液管開關(guān),稀鹽酸迅速進(jìn)入①號(hào)瓶中與大理石反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,用集氣瓶收集氣體,并用帶火星的木條檢驗(yàn)二氧化碳是否有收集滿,火柴熄滅,說明二氧化碳已收集滿。關(guān)閉輸液管開關(guān),①號(hào)瓶中的壓強(qiáng)增大,將稀鹽酸壓入②號(hào)瓶中,稀鹽酸與碳酸鈣分離,反應(yīng)停止。

如果需要二氧化碳,再次打開開關(guān)即可,此時(shí)②號(hào)瓶中的稀鹽酸迅速流入①號(hào)瓶,與碳酸鈣接觸,又發(fā)生反應(yīng)。將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁,說明氣體為二氧化碳。將氣體通入紫色石蕊試液,紫色石蕊試液變?yōu)榧t色,說明二氧化碳可以使紫色石蕊試液變紅。要想反應(yīng)停止,再次關(guān)閉開關(guān)即可。

4 注意事項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用全新的輸液管,切不可使用醫(yī)院中用過的廢舊輸液管;以免感染,使用稍微硬一點(diǎn)飲料瓶,實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置氣密性;使用體積比約1∶5的稀鹽酸,這樣能得到較平穩(wěn)的二氧化碳?xì)饬?。用塊狀二氧化錳催化雙氧水制取氧氣、用鋅和鹽酸制取氫氣都可以用此裝置,操作方法和制取二氧化碳一樣,收集氫氣用向下排空氣法。