饮料瓶在化学实验中的利用
作者：王锦涛 洪印彬
来源：《化学教学》2013年第12期
摘要：介绍了利用生活中常见的废弃饮料瓶加工成可以进行气体爆鸣实验、CO2气体的性质实验、甲烷气体的性质实验或简易净水器的装置，并介绍了相应的实验方法。通过这些实验，既能做到废物利用，又能为化学实验增添光彩，对学生创新精神与实践能力的培养也是大有裨益的。
关键词：饮料瓶；初中化学实验；实验教学
文章编号：1005–6629（2013）12–0046–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B “教师和实验员应指导学生利用生活中的废弃物制成简易的实验仪器，从日常生活用品中寻找可替代的化学试剂。例如，用废弃的饮料瓶和小药瓶作反应容器，……培养学生利用资源的意识和实践能力。”[1]
生活中随处可见各种塑料饮料瓶，它能为化学实验的改进建奇功。饮料瓶密闭性好，能防止气体的泄漏；瓶身透明，实验现象一目了然；反应产物保存完好，检验方便；有固定容积，易于控制气体的体积；来源于生活，能给学生带来亲切感。实验时，要根据具体情况对瓶子进行改装。 1 爆鸣实验 1.1 制作方法
（1）点火器：拆开打火机，取出高压发火部件，把双股导线的一股接在发火花的导线上，另一股接在发火花部件下方的金属圆柱体上，然后把该部件重新插入打火机外壳并安装好。放电尖端，要靠近点。
（2）爆炸气筒：取一个500 mL圆柱形塑料饮料瓶，去底，把它的体积分成十等份，在瓶的外壁上做好标记。
（3）自制水槽：把大号塑料橙汁瓶的上部去掉，留下部为自制水槽。 1.2 使用方法
（1）收集气体：旋开爆炸气筒的盖子，然后把它放入自制水槽中，向水槽中加水至气筒内的液面升到所需体积的刻度，旋紧盖子（如图1），收集气体。
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（2）点火引爆：从水槽中取出收集了一定体积气体的气筒，放在平稳的桌上，从底部伸入点火器的放电端（如图2），按下点火器，立刻发生爆炸，瓶子竖直上升，犹如火箭升空。
（3）氢气爆炸最猛烈点：氢气和空气的体积比大约2：5，即约气筒体积的30%，在气筒底往上第三标记处。
（4）做干燥面粉爆炸实验：在桌上放好燃着的蜡烛和干燥的面粉小瓶及鼓气装置（可用注射器代替）。一罩上饮料瓶就马上鼓气，以免蜡烛燃烧时间过长降低容器内氧气浓度，导致实验失败。
2 二氧化碳的性质实验 2.1 二氧化碳溶于水
用矿泉水瓶收集一瓶二氧化碳气体，注入半瓶水，盖上盖子后振荡，发现矿泉水瓶变“瘦”，证明二氧化碳能溶于水。 2.2 与氢氧化钠溶液的反应
用矿泉水瓶收集一瓶二氧化碳，注入10 mL氢氧化钠溶液，盖上盖子后振荡，发现瓶子严重变瘪，与上述实验1比较可知少量水溶解了二氧化碳不可能导致瓶子发生如此大的变形，说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。
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2.3 二氧化碳的贮存
用矿泉水瓶收集气体贮存备用不易逸漏，特别是比较同体积的二氧化碳和空气质量大小时，用纸杯做的简易天平受风的影响会发生摆动，用集气瓶倾倒会碰到纸杯影响实验，而用矿泉水瓶收集二氧化碳做实验效果好。 2.4 泡沫灭火器实验
如图3，取500 mL大口橙汁饮料瓶，在离瓶口2 cm处用铁钉穿一小孔，代替吸滤瓶。内装碳酸钠浓溶液40 mL，用小塑料药瓶装20 mL浓盐酸，用细线系住后放入饮料瓶中，旋紧瓶盖。将瓶子翻转，可观察到明显的实验现象。改进后装置最大的优点是可避免因饮料瓶内气体压力过大瓶塞被弹开。
3 甲烷（沼气）的性质实验
3.1 沼气产生原理演示（点燃气体前要检验纯度）
用烧热的玻璃棒分别在两个矿泉水瓶a、b的下部熔个小孔（大小以厚橡胶管刚好插入较紧为宜）。在a号瓶中盛满吃剩的面条、米饭和汤水（在a号瓶下部的小孔处要放一块铁纱网，以防止面条、米饭堵塞橡胶管），瓶口塞上带尖嘴导管的橡胶塞，用弹簧夹夹住尖嘴导管上的橡胶管，然后用橡胶管将a、b两瓶连接起来（如图4），再往b瓶中放些水液封橡胶管并敞口。几天后a瓶中有液体进入b瓶，振荡a瓶有气泡产生。当a瓶中有三分之二体积的气体时打开弹簧夹，向b瓶中加水，a瓶中的气体从尖嘴导管排出，可做燃烧实验。
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3.2 沼气的燃烧
如图5，将500 mL的矿泉水瓶去底，瓶口塞上带尖嘴导管（连接在橡胶管上，橡胶管处夹上弹簧夹）的橡胶塞（装置1）。把1.5 L的饮料瓶截去上部，留下部圆柱体，底部放些水备用（装置2）。用装置1在有较多植物废弃物的浅水池沼中收集沼气（不用实验制取，利于理解农村沼气池原理）。集满后取出放入装置2，在装置1上套上铁圈，防止上浮。打开弹簧夹，向装置2中缓缓加水，在导管尖嘴处点燃即可观察到沼气燃烧。
4 简易净水器的制作
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图6所示装置用于演示水的净化原理，且能说明木炭（或活性炭）有吸附作用。棉花用于滤去木炭粉末，细砂除了可起粗滤作用外，还用来压住小木炭，防止加水时小木炭浮起，有助于滤去水中的悬浮固体杂质。实验时，可向装置中加入淡淡的混有少量泥沙和红墨水的不净水，出口处流出的是澄清的水。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2012：58.
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