探究活动
溶解度曲线二氧化碳在水中的溶解性
二氧化碳在水中的溶解性
一、探究目的
1．通过探究认识二氧化碳在水中的溶解性
2．学会运用多种途径进行探究的方法
3．初步学习设计实验探宪方案
二、探究活动
1．问题情景和问题的提出
通常汽水瓶开启后，我们都会看到有大量的气泡冒出，有时甚至夹带着大量的汽水往外冲。汽水瓶和啤酒瓶受热或受到猛烈碰撞时都可能发生爆炸，所以，装有汽水和啤酒的箱子都标有“轻拿轻放、避光保存”的安全标志。
汽水和啤酒通常被称为碳酸饮料。为什么汽水和啤酒中含有二氧化碳呢？二氧化碳能溶解在水中吗？如果二氧化碳能溶于水，那它在水中的溶解程度如何？
2．实验探究
二氧化碳是无色、无味的气体，这给我们的探究带来了一定的困难。但我们可以结合所学知识和已有经验，根据二氧化碳在水中溶解前后和溶解过程中发生的一系列变化，设计方案探究二氧化碳在水中的溶解情况。下面给出了探究二氧化碳在水中溶解情况的实验方案，请你认真研究此方案，从中选择一些方案进行探究。你也可以自己设计方案探究二氧化碳在水中的溶解情况。
探究方案（Ⅰ）
根据“二氧化碳溶解在水中，可与水反应生成碳酸，碳酸遇紫色石蕊试液会变红”探究二氧化碳在水中的溶解情况
二氧化碳＋水＝碳酸
（）（）（）
1．下图，取两支试管，加入约1/3体积的滴有紫色石蕊试液的水，分别通入足量的二氧化碳（可用嘴吹）和空气，观察实验现象。
探究方案（Ⅰ）实验示意图
2．把上述两支试管分别放在酒精灯火焰上加热。观察实验现象。
3．回答下列问题：
（1）分别通入二氧化碳和空气后，A试管呈________色；B试管呈________色。
（2）加热后，A试管呈________色；B试管呈________色。
（3）碳酸能使紫色石蕊试液变红，为什么在水中通入二氧化碳也能使紫色石蕊试液变红？
（4）加热后的现象表明温度对于二氧化碳在水中的溶解度有何影响？
探究方案（Ⅱ）
根据“二氧化碳和空气在不同温度下在水中溶解量的不同”探究二氧化碳在水中的溶解情况。
1．如下图，取两支容积相同、加入水的量相同的大试管，分别在试管中加入约2/3体积的水，然后再分别向试管中通入足量的二氧化碳和空气
探究方案（Ⅱ）实验示意图
2．在试管口上塞上带有干瘪气球的单孔橡皮塞，将两只试管一起放在水浴里加热。观察气球胀大的情况。
3．回答下列问题：
（1）两支试管上的气球膨胀程度相同吗？
（2）两只气球膨胀程度不同，你能解释其原因吗？
探究方案（Ⅲ）
根据“二氧化碳被水吸收而引起的气体压强变化”探究二氧化碳的在水中的溶解情况。
1．如下图，取两只干燥的质地轻柔软的矿泉水瓶，其中一只收集满二氧化碳气体，另一只盛满空气，分别塞上带有吸满水的胶头滴管的橡皮塞，并塞紧。
探究方案（Ⅲ）实验示意图
2．将胶头滴管里的水挤入矿泉水瓶中，振荡矿泉水瓶，观察矿泉水瓶的变化。
3．回答下列问题：
（1）两只矿泉水瓶中，哪只矿泉水瓶发生干瘪现象？
（2）矿泉水瓶发生干瘪现象，瓶内的气体的压强和瓶外气体的压强哪个大？
（3）导致瓶内外气体压强差异的原因是什么？
探究方案（Ⅳ）
定量探究常温下二氧化碳在水中溶解的量。
1．如下图，取两支一次性注射器（25mL），分别吸入5mL水，其中一支吸入15mL二氧化碳气体，另一支吸入15mL空气。
探究方案（Ⅳ）实验示意图
2．用小橡皮封住注射器针孔，慢慢推进注射器活塞，轻轻振荡注射器，放开注射器活塞，记录气体被水溶解的量。
3．在两支注射器中分别吸入10mL水，重复上述实验。
4．回答下列问题：
（1）如何表示常温下二氧化碳在水中溶解的量？
（2）为什么在表示二氧化碳在水中溶解的量时要注明温度？
探究活动记录
探究主题______________________________________________________________________
姓名________班级________时间________合作成员________________________
3．交流与总结
把你或你小组的探究方案、探究活动进行情况、探究的结果及你们的体会与同学交流讨论。总结比较你们的探究方案的优缺点和探究过程中的经验教训，提出进一步改进和完善的意见。
三、探究活动评价
二氧化碳在水中的溶解，是一个日常生活中常见的、应用十分广泛的现象。正是由于二氧化碳能溶解于水，大多数水生植物才能生长，才有我们日常生活中常喝的碳酸饮料；也是由于二氧化碳能溶解于水，自然界中才会有巧夺天工的溶洞，没有被污染的天然降水的pH才是约5.6。探究活动中要通过介绍二氧化碳在水中溶解的应用，激发学生探究的欲望和学习的积极性。
“二氧化碳在水中的溶解”的探究，可采取以实验探究为主的探究方式。而在实验探究中，要引导学生开动脑筋，从多角度设计实验探究的方案。对学生设计的方案，特别是学生可设计出的原理科学合理、但操作难度较大的探究方案，如称量一定量的水中通入二氧化碳气体前后的质量等，教师要给予充分的肯定和必要的鼓励。
对实验探究过程的评价，要注重评价学生在探究活动中对科学探究的参与意识、对科学方法的了解（如对照实验法）和团结协作程度，要注重评价学生对探究方案的设计能力和对探究结果的表述能力，而不能仅注重评价学生探究结果的准确性。
（江苏李进）
