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“碳酸钙与盐酸反应”实验的再改进

2012年出版的沪教版义务教育教科书《化学》(九年级上册)第102页安排了“碳酸钙与盐酸反应”实验(实验装置如图1所示，托盘天平略)。此实验装置虽然改变了旧版教科书中涉及的2个化学反应的弊端[1]，但在实验中，当向密闭的锥形瓶里注入稀盐酸时有时会发生冲塞现象。另外，每次实验后注射器里都要再次吸入稀盐酸，操作不够简便。现对该实验进行一些改进。

图1

一、实验改进的思路

保留实验体系封闭、反应前后装置外形基本不变(实验中注射器活塞会竖直上移一小段距离)的优点，设计可以连续使用、实验中不会发生冲塞、操作相对简便的实验装置。

二、改进后的实验装置

改进后的实验装置如图2所示(盛放Y形管的烧杯和托盘天平略)。

主要实验用品：Y形管，50 mL注射器，橡皮塞，玻璃丝，颗粒状碳酸钙(或块状石灰石)，溶质质量分数为14%的稀盐酸。

图2

三、改进后的实验操作

(1)取一个大小合适的Y形管，在左支管里加入大约10 g颗粒状碳酸钙(或块状石灰石)，并在左支管的管口处塞一团玻璃丝；然后在右支管里注入不超过支管容积一半的稀盐酸，再按图2连好实验装置。

(2)将处于0刻度的注射器(确保其润滑性良好)活塞轻轻向上拉动一

小段距离，松开手后，若注射器活塞能回到原来的0刻度位置，则装置不漏气。

(3)将图2的实验装置放入烧杯里，再将整个实验装置轻轻放在托盘天平的左盘上，并用砝码平衡，记下第一次称量的质量。

(4)取下Y形管，然后将其竖直向左倾斜，使稀盐酸流入左支管中，可看到碳酸钙表面冒出气泡，同时注射器活塞慢慢向上运动。等到注射器活塞上移到大约30 mL刻度时，将Y形管竖直向右倾斜，使左支管中的稀盐酸流回右支管中，反应立刻停止。再把Y形管轻轻放回到烧杯里，进行第二次称量，并记下第二次称量的质量。

(5)两次称量值相等，说明碳酸钙与盐酸反应前后的质量保持不变。

(6)延伸实验：取下Y形管，拔掉橡皮塞，将注射器里的二氧化碳气体排出，再将整个实验装置连接好，重新放回到托盘天平的左盘上进行第三次称量，发现称量值变小了。这说明反应前后相等的是“各物质的质量总和”[2]，也说明验证和探究质量守恒定律实验，必须在密闭的装置内进行。

(7)本次实验结束后，实验装置无需清洗，即可在另外一个班级继续使用(重复上述操作)。一次添加足量的稀盐酸和碳酸钙，可以连续进行6～7次实验。

(8)几个班级的授课结束后，拆开实验装置清洗，以备后用。

四、改进后的实验优点

(1)实验设计巧妙，操作相对简便，实验现象明显，提高了实验教学效益。

(2)反应的发生和停止容易控制，适合在多个班级连续授课使用，提高了课堂教学效率。

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