师:同学们好,很高兴和大家共同完成本节课的学习。曾经有这样一个传说,欧洲某山区有个土狗洞,洞里住着土狗妖怪。当人带着狗进入山洞时,人安然无恙,狗却死亡。化学家波义耳听闻后,便进入山洞实地考察。洞中只有很多钟乳石,当他把手中的火把指向地面时,火把熄灭了。波义耳蹲下来查看,感觉到呼吸困难。他站起来思考后,高兴地告诉向导:“我找到土狗妖了。”同学们,知道这“土狗妖”是什么吗?它就是我们今天要研究的二氧化碳。二氧化碳是无色无味的气体,它还有哪些特性呢?我们通过实验来观察。
这里有两只大烧杯,左边的烧杯预先收集满了二氧化碳气体,右边烧杯中有一个做成阶梯状的白铁皮架子,在两个阶梯上各放上一支点燃的短蜡烛。用一块玻璃片稍稍隔着,慢慢地将左边烧杯中的二氧化碳气体沿着烧杯壁倒入右边的烧杯中。大家观察到了什么?
生:下层的蜡烛很快就熄灭了,紧接着上层的蜡烛也熄灭了。
师:非常好。这个实验说明,因为二氧化碳的密度比空气大,所以可以像倒水一样,将左边烧杯中的二氧化碳倒入右边的烧杯中,使下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭。从实验中我们还能知道,燃着的蜡烛自下而上依次熄灭,蜡烛熄灭说明二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。下面的蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大。二氧化碳的这条性质在生活中可用于灭火。上节课我们学习了实验室制取二氧化碳,同学们还记得是如何收集的吗?
生:是排空气法。
师:为什么不能用排水法呢?
生:是不是因为二氧化碳可溶于水?
师:请看实验。这是一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶。向其中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖并震荡。大家观察到了什么?
生:塑料瓶变瘪了。
师:对,通过震荡可以看到塑料瓶变瘪。这是因为二氧化碳可溶于水,使瓶内气压小于外界大气压。二氧化碳可溶于水,溶解的体积比约为1:1。我们还可以用这样的装置来证明二氧化碳可溶于水。将装满二氧化碳的集气瓶倒置入水中,同学们仔细观察液面的变化。
生:可以发现烧杯中液面下降,同时集气瓶中有液体进入。
师:将水注入装满二氧化碳的锥形瓶中,发现气球鼓起来。同学们还能想到其他的装置吗?现在我们来总结二氧化碳的物理性质:一、无色无味的气体;二、密度比空气大;三、可溶于水。我们知道塑料瓶变瘪是因为二氧化碳可溶于水,那么在溶解的过程中二氧化碳会不会和水发生反应呢?实践出真知,我们通过实验得出结论。观看实验前,同学们要认识一种新物质——石蕊。石蕊是一种色素,遇酸性物质会由紫色变成红色。
这里有4朵已经用石蕊溶液染成紫色的干燥小纸花。用喷壶向其中的第一朵小纸花喷洒少量稀醋酸。大家看到了什么?
生:这朵紫色的小纸花遇到醋酸溶液变红了。
师:用另一支喷壶向第二朵小纸花喷洒蒸馏水,又看到了什么?
生:紫色的小纸花没有变色。
师:将第三朵小纸花放入一只装满干燥二氧化碳气体的集气瓶里,观察到什么现象?
生:紫色的小纸花并不变色。
师:将第四朵小纸花喷过蒸馏水后,放入另一只盛满二氧化碳的集气瓶中,大家再观察。
生:第四朵紫色的小纸花慢慢变红了。
师:这说明二氧化碳溶于水,生成了碳酸。我们再来回顾一下这个实验。第一朵纸花喷上稀醋酸,紫色变成红色,因为酸能使石蕊变红;第二朵纸花喷上水不变色,说明水不能使石蕊变色;第三朵纸花直接放入二氧化碳中,不变色,说明二氧化碳也不能使紫色石蕊变红色;第四朵纸花喷上水后再放入二氧化碳中,紫色变成红色,说明二氧化碳会和水反应,生成酸性物质,使紫色变成红色。生成的酸性物质是碳酸,这是二氧化碳和水反应的化学方程式,这是一个化合反应。
现在我们知道,二氧化碳不仅可溶于水,还能和水反应。将第四朵纸花取出,用吹风机烘干,发现颜色又由红色变成紫色,说明碳酸不稳定,会分解生成二氧化碳和水。如何证明软塑料瓶中二氧化碳和水发生反应了呢?取出瓶中的液体放入试管中滴加紫色石蕊试液,同学们观察颜色的变化。
生:发现紫色变成红色。
师:再将变红色的液体进行加热,这里要注意液体加热的操作步骤和事项。在加热过程中发现红色又变成紫色,说明二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸不稳定又分解。同学们还记得二氧化碳是如何检验的吗?
