巧用塑料饮料瓶的创新化学实验设计

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  【摘 要】塑料饮料瓶具有密封性好、耐腐蚀等独特优点, 不仅可用于二氧化碳性质实验、气体溶解性对比实验,还可用于快速制备新制氯水实验。实验操作简单,现象明显,实验效果好。
  【关键词】塑料饮料瓶;化学实验;自制教具
  【中图分类号】G633.8  【文献标识码】A 【文章标号】1671-8437(2019)22-0180-01
  塑料饮料瓶(如矿泉水、可乐、雪碧瓶等)属于生活常见品,来源广泛,非常容易收集。若把它们巧妙地用在中学化学实验中,不仅节约成本,还能给课堂演示实验增加很多趣味性,有利于给学生培养变废为宝的环保理念。在实验教学实践中,本人利用塑料饮料瓶自制教具,创新设计一些实验,取得了理想的实验效果。
  1   利用可口可乐、雪碧做二氧化碳的性质实验
  可口可乐、雪碧塑料饮料瓶口标准,与橡皮塞很好配套。将盛有可口可乐、雪碧塑料饮料的塑料饮料瓶瓶盖换成合适的单孔橡皮塞塞紧,用连接导管接入装有澄清石灰水溶液的试管中。实验时将可口可乐、雪碧瓶反复摇几次,即可见装有澄清石灰水的溶液试管变浑浊[1]。
  本法较为适合初三课堂分组实验探究。直接使用可口可乐、雪碧碳酸饮料作为二氧化碳气体来源,能增加实验趣味性,激发学生的探究热情,加深对碳酸饮料及二氧化碳性质的了解认识。
  2  二氧化碳(或者二氧化硫)与水及氢氧化钠溶液反应的对比实验
  对此实验,学生平时只能从文字上来熟记实验现象,并没有感观认识。因为反应生成的碳酸钠、亚硫酸钠都是易溶于水的物质,反应前后没有明显现象。如果用塑料饮料瓶来进行这两个实验,学生可以非常形象直观地看到化学反应的过程。
  具体实验过程:选用两个完好的干燥质软的透明塑料饮料瓶,如冰露矿泉水瓶,通过向上排气法使两瓶中分别集满二氧化碳或二氧化硫气体,盖紧瓶盖待用。实验时,分别往两瓶中注入等体积的水和氢氧化钠溶液,迅速盖上瓶盖。可以看到塑料饮料瓶很快变瘪。根据两塑料瓶变瘪的程度判断反应是否发生,对比实验结果。现象非常明显,令人印象深刻[2]。
  3   快速制备新制氯水的简易实验
  目前中学常规制备新制氯水方法有二氧化锰和浓盐酸混合加热法;高锰酸钾和浓盐酸混合法。这两种方法制备得到气体产物单一,学生容易理解其中氧化反应原理,所以成为教材的经典制备方法。但涉及实验仪器包括铁架台、分液漏斗、圆底烧瓶、双孔橡胶塞、导气管、尾气处理装置等,实验装置复杂。该实验也可利用废旧矿泉水瓶进行实验。
  实验过程:矿泉水瓶装入适量水。小试管管口缠上一根细长棉线。先将适量氯酸钾固体装入小试管,然后再往小试管加入适量浓盐酸,立即将这支装有氯酸钾固体和浓盐酸混合物的小试管放入瓶中并悬空在瓶内水溶液上方,长棉线一端留在瓶口外,盖紧瓶盖。矿泉水瓶内很快出现黄绿色气体,随着反应进行,瓶内底部水溶液颜色变成黄绿色,此时瓶内底部溶液即为新制氯水。利用矿泉水瓶快速制备新制氯水,取材容易,操作简单,能做到随用随制备,方便迅速。实践表明,用此法制得的新制氯水进行相关性质实验,现象很明显,实验效果好。
  该实验需要注意的事项有:氯酸钾的量不宜过多,否则小试管中反应过于剧烈,容易导致小试管中的混合物冲出管口,污染瓶底的新制氯水,导致实验失败,因此必须严格控制反應物的用量;把装有氯酸钾固体和浓盐酸混合物的小试管放入矿泉水瓶后,操作要迅速规范,瓶盖一定要盖紧,避免氯气外逸。实践表明,只要操作规范,控制好条件,反应危险性很低。
  4   结语
  综上所述,塑料饮料瓶在中学化学实验有诸多用途。利用它自制教具不仅能节约成本,还能激发学生实验探究的热情,培养学生的创新意识,提高课堂化学实验教学的质量。
  【参考文献】
  [1]王晶,郑长龙.九年级化学(上册)[M].北京:人民教育出 版社,2012.
  [2]朱清勇,瞿生林.妙用废矿泉水瓶改进二氧化碳制取装置[J].实验教学与仪器,2015(Z1).
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