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可乐是夏令时节大家非常喜爱的理想饮料。由于其中含有焦糖色素,作为一种着色剂,能够使饮料呈现特殊的黑褐色。下面介绍几则运用可乐饮料对目前初中化学演示实验的改进。
一、木炭对溶液中色素吸附性的探究
若按教材中操作步骤进行演示,实验现象不明显。首先由于木炭浮于液体表面与红色的水接触不够充分,不易将色素的颜色吸附尽;其次木炭屑易使水变黑,不便观察红色水褪色的现象。为此设计了该实验装置对木炭的吸附作用进行探究,现象更明显。
1.实验过程
(1)准备1支50 mL注射器,在针筒前段塞入一团棉花,棉花不要压实,厚度大概3 cm,随后往针筒内填充事先经烘烤过的碎木炭屑,木炭层约4 cm厚。
(2)向注射器中加入10 mL可乐,振荡片刻。随后将注射器活塞慢慢往下推,将液体推入烧杯中,观察现象。烧杯中液体颜色明显比原先浅了许多。
2.注意事项
(1)木炭需适量,量少了效果不太明显,并且要尽量研碎。
(2)实验前木炭需放入蒸发皿内进行烘烤,由于木炭放置的时间过久,就会吸收空气中的二氧化碳、水分等物质,从而影响了它的吸附能力。所以在演示实验前,应将其进行高温烘焙,把已吸收的水分和二氧化碳等其他气体除去。
二、CO2气体化学性质的探究
1.“雪碧变牛奶”——CO2与澄清石灰水的反应
用一带有玻璃导管的单孔橡胶塞将盛有小半瓶可乐饮料的瓶口塞紧,导管的另一端伸进倒有5 mL澄清石灰水的试管中连接装置。轻轻摇晃饮料瓶,原来溶解在饮料中的CO2迅速释放出来,使试管里的澄清石灰水变浑浊。
2.“彩色的喷泉”——CO2与NaOH溶液的反应
CO2与NaOH溶液的反应是目前初中化学教学中并无具体实验演示性质实验之一,利用可乐饮料中CO2与软塑料瓶相配合,可完成一套简易型CO2的喷泉实验,充分激发学生的求知欲望和学习兴趣。
如图1组装好仪器,瓶里装满从饮料释放出的CO2气体,胶头滴管里吸有浓NaOH溶液,挤压橡胶头让NaOH溶液滴进瓶里,稍稍摇晃。此时,将瓶倒置把滴管的橡胶头完全浸没在滴有无色酚酞试液的清水中,在水下慢慢取下橡胶头,并轻轻挤压瓶体,观察到一股无色的液体经滴管的尖口喷进瓶内,进入后液体立即由无色变成紫红色。若将无色酚酞试液替换成石蕊试液,那么还能观察到喷进的紫色液体瞬间变成蓝色的景象。该实验的原理是利用CO2与NaOH反应后装置内压强减小,含有指示剂的水进入瓶里与生成的碱性物质反应呈现不同的颜色。
3.“可乐灭火器”——简易泡沫灭火器的演示实验
向1支试管中加入两药匙Na2CO3粉末并往其中插入一支硬木棍,将插有木棍的试管小心放进盛有半瓶可乐的饮料瓶里,木棍长度以正好能够盖紧图2饮料瓶盖为宜(如图2)。在饮料瓶的中部偏上钻一个直径5 mm的小孔,用拇指堵住小孔,倒转瓶体使试管内的Na2CO3与可乐中的磷酸、柠檬酸等酸性物质反应,反应产生的CO2气体并伴随着饮料自身包含CO2的形成巨大的气流包裹着泡沫从孔里喷出。由于木棍已将试管牢牢的抵在瓶底,因此不用担心试管在瓶里会随着气流而左摇右晃。
三、气体溶解度影响因素的探究
现行人教版化学教材中气体溶解度部分,仅仅通过讨论的方式来说明压强和温度对气体溶解度的影响,缺少直观性的实验验证,不易理解。
一、木炭对溶液中色素吸附性的探究
若按教材中操作步骤进行演示,实验现象不明显。首先由于木炭浮于液体表面与红色的水接触不够充分,不易将色素的颜色吸附尽;其次木炭屑易使水变黑,不便观察红色水褪色的现象。为此设计了该实验装置对木炭的吸附作用进行探究,现象更明显。
1.实验过程
(1)准备1支50 mL注射器,在针筒前段塞入一团棉花,棉花不要压实,厚度大概3 cm,随后往针筒内填充事先经烘烤过的碎木炭屑,木炭层约4 cm厚。
(2)向注射器中加入10 mL可乐,振荡片刻。随后将注射器活塞慢慢往下推,将液体推入烧杯中,观察现象。烧杯中液体颜色明显比原先浅了许多。
2.注意事项
(1)木炭需适量,量少了效果不太明显,并且要尽量研碎。
(2)实验前木炭需放入蒸发皿内进行烘烤,由于木炭放置的时间过久,就会吸收空气中的二氧化碳、水分等物质,从而影响了它的吸附能力。所以在演示实验前,应将其进行高温烘焙,把已吸收的水分和二氧化碳等其他气体除去。
二、CO2气体化学性质的探究
1.“雪碧变牛奶”——CO2与澄清石灰水的反应
用一带有玻璃导管的单孔橡胶塞将盛有小半瓶可乐饮料的瓶口塞紧,导管的另一端伸进倒有5 mL澄清石灰水的试管中连接装置。轻轻摇晃饮料瓶,原来溶解在饮料中的CO2迅速释放出来,使试管里的澄清石灰水变浑浊。
2.“彩色的喷泉”——CO2与NaOH溶液的反应
CO2与NaOH溶液的反应是目前初中化学教学中并无具体实验演示性质实验之一,利用可乐饮料中CO2与软塑料瓶相配合,可完成一套简易型CO2的喷泉实验,充分激发学生的求知欲望和学习兴趣。
如图1组装好仪器,瓶里装满从饮料释放出的CO2气体,胶头滴管里吸有浓NaOH溶液,挤压橡胶头让NaOH溶液滴进瓶里,稍稍摇晃。此时,将瓶倒置把滴管的橡胶头完全浸没在滴有无色酚酞试液的清水中,在水下慢慢取下橡胶头,并轻轻挤压瓶体,观察到一股无色的液体经滴管的尖口喷进瓶内,进入后液体立即由无色变成紫红色。若将无色酚酞试液替换成石蕊试液,那么还能观察到喷进的紫色液体瞬间变成蓝色的景象。该实验的原理是利用CO2与NaOH反应后装置内压强减小,含有指示剂的水进入瓶里与生成的碱性物质反应呈现不同的颜色。
3.“可乐灭火器”——简易泡沫灭火器的演示实验
向1支试管中加入两药匙Na2CO3粉末并往其中插入一支硬木棍,将插有木棍的试管小心放进盛有半瓶可乐的饮料瓶里,木棍长度以正好能够盖紧图2饮料瓶盖为宜(如图2)。在饮料瓶的中部偏上钻一个直径5 mm的小孔,用拇指堵住小孔,倒转瓶体使试管内的Na2CO3与可乐中的磷酸、柠檬酸等酸性物质反应,反应产生的CO2气体并伴随着饮料自身包含CO2的形成巨大的气流包裹着泡沫从孔里喷出。由于木棍已将试管牢牢的抵在瓶底,因此不用担心试管在瓶里会随着气流而左摇右晃。
三、气体溶解度影响因素的探究
现行人教版化学教材中气体溶解度部分,仅仅通过讨论的方式来说明压强和温度对气体溶解度的影响,缺少直观性的实验验证,不易理解。