碳酸饮料中二氧化碳的检验设计.doc

潘国荣 蒲翠满
雷山县第三中学 贵州省雷山县 557199
摘要 在现行的义务教育化学教科书中对碳酸饮料里含有大量的二氧化碳，二氧化碳不能使石蕊变红的问题没有较好的对比实验，不能让学生直观地认识这两个问题。由于教科书的实验设计不严密，许多学生常常认为二氧化碳能够使石蕊变红。利用两个球形干燥管和橡胶塞组装的简单装置，使用1mL左右澄清石灰水和干、湿的蓝色石蕊试纸作对比，就能够让学生直观地观察到汽水里放出的气体是二氧化碳和干燥的二氧化碳不能使石蕊变红了。
关键词 碳酸饮料；二氧化碳；石蕊；检验；实验设计
现行义务教育教科书化学[1]--[6]中有关二氧化碳知识内容都有如下叙述：（1）二氧化碳用于生产汽水等碳酸饮料；（2）二氧化碳通入紫色石蕊试液，是碳酸使石蕊变红，不是二氧化碳使石蕊变红。对于第一个问题，只有上教版[3]教科书有一个利用汽水中的二氧化碳通入石蕊试液的实验；对于第二个问题，教科书的实验设计由于没有对比实验，说服力不大。为此，我们做了如下设计以应用于教学，效果比较好，特介绍如下：
1 设计思路
用一个简单的装置，利用碳酸饮料中的二氧化碳气体，一方面检验汽水（酒）中的气体确实是二氧化碳；二方面，该气体干燥时，与干的石蕊接触，不能使石蕊变色，与湿的石蕊接触后，能使石蕊变红色。
2 研究过程
1）CO2的流动程序
浓硫酸或CaCl2
干石蕊
饮料中的CO2

澄清石灰水
湿石蕊
即：让饮料中的气体出来后，先用浓硫酸或无水氯化钙等干燥，通入干的石蕊中观察，再通入湿的石蕊中观察，最后通入澄清石灰水观察。
2）具体问题的解决
石蕊固体颜色太深，不容易观察，可以用蓝色石蕊试纸代替。用浓硫酸作干燥剂，则需要增加一个容器，这样装置就复杂了。用无水氯化钙，不用增加容器，装置就简单一些。
通过多次实验的探索总结，我们发现，使用两个干燥管一个竖起，另一个横起，这样连接而成的装置非常简单适用。
3 装置与用品的制作
取一个球形干燥管，称为“1号干燥管”，在酒精喷灯火焰上灼烧尾部小玻管，把它弯曲成90度，尾部玻管插入橡胶塞中。另一个球形干燥管，称为“2号干燥管”，其尾部小玻管也插入小橡胶塞中，把“1号干燥管”的尾部橡胶塞插入“2号干燥管”的口部，即得到实验装置中的容器了。
取一张蓝色石蕊试纸，按2：1剪成两节，再用小透明胶布连接，中间留有大约5mm间隔，称为“改造石蕊试纸”。
4 实验方法与现象
在2号干燥管里放入少许脱脂棉后，装入无水氯化钙达球形部的四分之三左右，在颈部管的两边分别放一张干蓝色石蕊试纸和一张湿润的蓝色石蕊试纸。或用“改造石蕊试纸”在长一端的中部滴一滴水后，长端在上，短端在下放入干燥管颈部，用“1号干燥管”的橡胶塞紧。用胶头滴管吸取澄清石灰水大约1mL放入“1号干燥管”的球形部位，用打有小孔的橡胶塞塞住口部。打开汽水瓶盖，立即用装置中的“2号干燥管”橡胶塞垂直插入汽水瓶口中，观察现象，如图1、图2所示。

图1 两张试纸装置 图2 一张试纸装置 图3 两张试纸效果 图4 一张试纸效果
一会儿后，“2号干燥管”颈部湿润的蓝色石蕊试纸变红色