内容正文:
【教学素材】
自制蚊虫诱捕剂
湖北省石首市文峰初级中学 刘涛(正高级教师)
【背景资料】自制蚊虫诱捕剂的核心原理是利用酸与碳酸盐(或酵母发酵)反应持续释放二氧化碳,模拟人体呼吸作用产生低浓度的CO2及体味挥发物,吸引蚊虫定向趋近,配合物理结构实现诱杀。
一、核心作用机制
(1)化学拟态引诱:蚊虫(尤其是吸血雌蚊)触角上的嗅觉感受器对低浓度二氧化碳极度敏感,可感知数十米外的气流变化,诱捕剂产生的二氧化碳气流模拟人体呼气,触发蚊子的“寻宿主”行为模式,使其沿浓度梯度逆风飞行靠近。
(2)多信号协同增强:部分配方利用乳酸、氨味或酒精发酵副产物模拟汗液体味,在近距离(<1米)与二氧化碳产生协同效应,显著提升定位准确率。
(3)物理捕获配合:诱捕剂仅负责引诱,需结合风扇负压吸入、粘板滞留或倒须瓶结构防止逃逸,完成最终捕获。
二、常见配方的原理对应
(1)糖水酵母发酵法:通过无氧呼吸持续缓释CO2,模拟人体呼吸气流,主要针对嗜血雌蚊,适合高层或卧室。
(2)糖醋洗洁精法:利用发酵产生的乙醇、醋酸及CO2混合气味,对多种飞虫(含果蝇)有广谱诱集作用,适合大多数家庭。
(3)小苏打加酸法:化学反应快速释放CO2,但持续时间较短,需控制反应速率以维持诱捕窗口。
【同步训练设计】
1.(2025•常州)蚊虫可通过触角检测人体呼吸产生的CO2定位吸血目标。下列家庭用品可用于自制蚊虫诱捕剂的是( )
A.面粉和矿泉水 B.白糖和柠檬酸
C.纯碱和食盐水 D.小苏打和食醋
2.二氧化碳用途广泛。通常情况下,CO2浓度较低(4%~5%)时也能对蚊虫有引诱效应。某化学兴趣小组利用柠檬酸和鸡蛋壳制取CO2。
【查阅资料】①市面常见的驱蚊产品多通过麻痹蚊子的嗅觉系统使其无法定位人类,诱蚊方式主要是利用CO2引诱剂。
②有关研究发现吸引蚊子主要因素有四个:人体的呼吸、汗液、皮肤温度以及特定的颜色信号。
(1)实验室制取二氧化碳时,为能缓慢且长时间释放二氧化碳,可将装置A中的长颈漏斗换成 。
(2)可选用澄清石灰水检验二氧化碳气体,其原理是 (用化学方程式表示)。
(3)柠檬酸属于有机酸,与盐酸具有相似的化学性质,其中不能与柠檬酸反应的是 (填字母序号)
A.铜片 B.铁锈 C.烧碱 D.硝酸钾
(4)有同学提出诱捕器中鸡蛋壳可以用碳酸氢钠代替,你认为是否可行,并说明理由 。
(5)上述灭蚊方法的优点是 。
3.入夏以来,蚊虫增多,蚊子通过叮咬不仅会造成人们皮肤瘙痒红肿,还可能传播登革热等疾病。已知蚊虫可以感知人体呼吸产生的CO2来定位吸血目标。了解到某灭蚊灯采用的“诱捕剂”能持续、缓慢地产生CO2气流,模拟人体的呼出气体,诱蚊靠近,从而灭蚊。小组同学想自制一个蚊虫诱捕器,分两个任务进行。
任务一:选择合适的诱蚊剂
(1)已知蚊虫可以感知人体呼吸产生的二氧化碳来定位吸血目标。某同学利用下表中的配方来模拟人体呼气制作诱蚊剂。
若设计一款夜间长效诱蚊剂且要求全程无异味,上表中的配方 (填数字)是最合适的诱蚊剂成分。
诱蚊剂配方
配方1
配方2
配方3
配方4
成分
柠檬酸+小苏打
柠檬酸+蛋壳
白醋+小苏打
白醋+蛋壳
实验现象
产生气体速度较快,无异味
产生气体速度较慢,无异味
产生气体速度较快,有明显醋味
产生气体速度较慢,
有明显醋味
(2)为了比较不同配方产生二氧化碳的速度,同学设计了图1所示装置:瓶内装液体药品,气球内装固体药品。气球套紧瓶口后,将其中的固体药品倒入瓶中,通过观察 现象来比较气体的产生速度。
任务二:设计蚊虫诱捕器
(3)小组同学设计了图2所示的蚊虫诱捕器。为加快该诱捕器风扇电动机的转速,可采取的方法是 (写出一点)。
4.二氧化碳型蚊虫诱捕器通过诱蚊剂引诱蚊虫靠近,再利用主体捕蚊器实行抓捕消灭,防止蚊虫传播疾病。某兴趣小组探究并自制了蚊虫诱捕器。
活动I:探究诱蚊原理
【查阅资料】诱蚊剂与空气中的水分反应产生二氧化碳,持续缓释的二氧化碳有较好的诱蚊效果。
【回忆旧知】(1)写出标有字母a的仪器名称: 。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。
(3)为使气体缓慢释放,图中发生装置可选的是 (填字母)。
【交流讨论】(4)检验诱蚊剂产生的二氧化碳气体,应选用的试剂是 。
(3)在封闭空间内,经传感器测定,诱蚊剂持续低量产生二氧化碳时,对蚊虫的诱导效应较好,其设计思路是仿生人体的 作用(填“呼吸作用”或“光合作用”)。
活动II:自制简易蚊虫诱捕器
【设计制作】
兴趣小组利用塑料桶、紫光灯、风扇等材料,设计并制作了如图所示的简易蚊虫诱捕器,使用鸡蛋壳(含碳酸钙)和白醋作诱蚊剂。
【分析讨论】(6)有同学提出诱捕器中鸡蛋壳可以用碳酸钙粉末代替,你认为是否可行,并说明理由 。
【实践反思】该简易蚊虫诱捕器灭蚊方法的优点是 (写一条即可)。
5.二氧化碳型蚊虫诱捕器通过诱蚊剂引诱蚊虫靠近,再利用主体捕蚊器实行抓捕消灭,防止蚊虫传播疾病。某兴趣小组探究并自制了蚊虫诱捕器。
活动Ⅰ:探究诱蚊原理
【查阅资料】诱蚊剂与空气中的水分反应产生二氧化碳,持续缓释的二氧化碳有较好的诱蚊效果。
【交流讨论】(1)检验诱蚊剂产生的二氧化碳气体,应选用的试剂是 (填名称)。
(2)在封闭空间内,经传感器测定,诱蚊剂持续低量产生二氧化碳时,对蚊虫的诱导效应较好,其设计思路是仿生人体的 作用。从微观角度分析,二氧化碳气体可扩散的原因是 。
活动Ⅱ:自制简易蚊虫诱捕器
【回忆旧知】(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。
(4)为使气体缓慢释放,图中发生装置可选的是 (填字母)。
【设计制作】兴趣小组结合吸尘器的原理,利用塑料桶、紫光灯、风扇等材料,设计并制作了如图所示的简易蚊虫诱捕器,使用鸡蛋壳(含碳酸钙)和白醋作诱蚊剂。
【分析讨论】(5)有同学提出诱捕器中鸡蛋壳可以用碳酸氢钠粉末代替,你认为是否可行,并说明理由 。
【实践反思】(6)该简易蚊虫诱捕器灭蚊方法的优点是 (写一条即可)。
6.为解决蚊虫叮咬困扰,某同学计划自制一个蚊虫诱捕器。已知蚊虫可以感知人体呼吸产生的CO2来定位吸血目标。他了解到某灭蚊灯采用的“诱蚊剂”能持续、缓慢地产生CO2气流,模拟人体的呼出气体,诱蚊靠近,从而灭蚊。
【实验验证】实验1:在塑料瓶中装入“诱蚊剂”,一段时间后将瓶中的气体通入一定量饱和澄清石灰水,未见明显现象。
实验2:用CO2传感器分别测定人体呼出气体、装有“诱蚊剂”的瓶中和空气中CO2的含量,绘制成甲图。
【明确原理】实验一中的操作基于的原理是 (用化学方程式表示)。结果未出现预期现象,结合图甲分析可能是“诱蚊剂”产生的CO2量太少。
【设计制作】选择家庭中常见的物质自制诱蚊剂,通过诱蚊剂内的两种成分相互反应产生CO2来模拟人体呼气。小科设计了如图乙的装置,并检验了装置的气密性:关闭止水夹,向上拉动活塞,放手后观察到 ,则气密性良好。
然后他将不同诱蚊剂放入图乙装置中实验,并将现象记录在表中:
小苏打
蛋壳
柠檬酸
产生气泡,且速度较快,无异味
产生气泡,且速度较慢,无异味
白醋
产生气泡,且速度较快,有明显醋味
产生气泡,且速度较慢,有明显醋味
若在夜间室内使用且无刺激性气味产生,可选择表中的______作为诱蚊剂的成分。
参考答案
1.D;
2.(1)分液漏斗;(2)CO2+Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O;(3)AD;(4)不可行,因为碳酸氢钠与柠檬酸反应过快,不利于持续释放CO2;(5)环保,不污染环境(合理即可)。
3.(1)2;(2)气球膨胀的快慢;(3)增大电源电压(合理即可)。
4.(1)锥形瓶;(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;(3)B;(4)澄清石灰水;(5)呼吸作用;(6)不可行,碳酸钙粉末与白醋反应速率过快,无法持续缓慢释放二氧化碳,达不到诱蚊效果(合理即可);(7)绿色环保(合理即可)。
5.(1)澄清的石灰水;(2)呼吸;分子在不断运动;(3)CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑;(4)B;(5)不可行,碳酸氢钠粉末与白醋反应速率过快,无法持续缓慢释放二氧化碳,达不到诱蚊效果;(6)绿色环保(答案不唯一)。
6.CO2+Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O;活塞回到原来的位置;蛋壳和柠檬酸。
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