碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的实验设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液与盐酸 反应的实验设计 摘 要：为形象直观地向学生展 示碳酸钠溶液与盐酸反应分两步进行， 碳酸氢钠溶液与盐酸反应只有一步，笔 者设计了一套实验装置，并介绍了利用 该装置，在课堂中展示碳酸钠溶液与稀 盐酸反应的实验探究过程。实践表明， 该实验活动能更好地帮助学生领悟相关 的化学反应原理，提升了教学效果。 中国论文网 /9/view-13006522.htm 关键词：碳酸钠溶液；盐酸；分 步反应；实验 人教版高中化学必修 1 第三章 金属及其化合物第二节几种重要 的金属化合物中有碳酸钠和碳酸氢钠 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 的性质教学内容，但教材中并未设计碳 酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应相关实验。 如分别向碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中 逐滴滴加盐酸，理论上两溶液与盐酸反 应现象是不同的，碳酸钠溶液和盐酸反 应先无气体出现，当盐酸滴加到一定量 时才出现二氧化碳气体，而碳酸氢钠溶 液中从开始滴加盐酸就应有二氧化碳气 体生成。原因在于碳酸钠溶液和盐酸反 应有两步：（1）CO2-3+H+HCO- 3；（2）HCO-3+H+H2O+CO2 ，碳酸 氢钠溶液与盐酸反应就一步：HCO- 3+H+H2O+CO2。但若用试管来演示向 碳酸钠溶液逐滴滴加盐酸实验，实验结 果表明，自始至终，碳酸钠溶液中均会 有明显的气泡生成。 为什么实验现象与理论结果不一 致？笔者认为主要原因：可能是向碳酸 c 溶液中滴加盐酸后，盐酸并不能均 匀快速的分散到整个碳酸钠溶液中，从 而使得碳酸钠溶液局部范围内盐酸过量， 连续发生两步反应，生成了二氧化碳气 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 体。 为形象直观地向学生展示碳酸钠 溶液与盐酸反应分两步进行，碳酸氢钠 溶液与盐酸反应只有一步。现设计如下 实验： 实验器材：相同大小的两支硬质 玻璃管、两个橡胶塞、两个气球、滴定 管夹、两支规格（20 mL）相同且带有 针头的注射器。 实验操作步骤： 1. 两支硬质玻璃管下端均用橡胶 塞塞紧。 2. 向左边玻璃管中注入 5 mL 1 mol/L 的碳酸钠溶液，向右边玻璃管中 注入 5 mL 1 mol/L 的碳酸氢钠溶液。在 两根玻璃管上端均套上两个规格相同的 气球，并用细铁丝扎紧。 3. 取两支规格相同的注射器，均 吸入 0.5 mol/L 的盐酸 20 mL，将两支 注射器分别扎进两根玻璃管的橡胶塞中。 4. 将两支注射器中的盐酸同时按 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 相同的速率，缓缓的注射到玻璃管中。 实验现象： 当左侧玻璃管注射进的盐酸体积 小于 10 mL 时，玻璃管中只有非常少量 的气泡产生，其上端气球无明显现象， 但当注射进盐酸体积超过 10 mL 时，该 玻璃管中产生了大量气泡，其上方的气 球也逐渐快速鼓了起来。右侧玻璃管一 注射进盐酸后，就有大量气泡生成，其 上端气球明显渐渐鼓了起来。当向两根 玻璃管中均注射完全部盐酸后，两玻璃 管上端气球膨胀体积达到最大且体积相 等。 实验结论： 通过对比实验现象分析，证明碳 酸钠溶液与盐酸分两步反应，第一步不 产生气体，第二步才产生气体，而碳酸 氢钠溶液与盐酸反应只有一步。当盐酸 足量时，等物质的量的碳酸钠和碳酸氢 钠产生的二氧化碳气体体积相等。 实验装置优点： 1. 能较直观的说明碳酸钠溶液、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 碳酸氢钠溶液与盐酸反应现象不同，碳 酸钠溶液开始无明显气体产生，待盐酸 注入一半量后才产生气体，碳酸氢钠溶 液自始至终都有气体生成。 2. 通过气球膨胀体积大小的比较 很容易得出结论：当盐酸足量时，等物 质的量的碳酸钠和碳酸氢钠产生的二氧 化碳气体体积相等。 3. 实验时所使用的盐酸浓度是碳 酸钠、碳酸氢钠溶液浓度的一半，这样 有效减少了刚开始时碳酸钠溶液中产生 气体（理论上不应该有气体） 。另因采 用了从玻璃管下端向上注射盐酸的方法， 使产生的二氧化碳在溶液中逆重力向上， 使其与碳酸钠溶液充分接触，进一步减 少了碳酸钠溶液中刚开始加入盐酸过程 中产生气体的干扰。 4. 装置简单，操作方便。 实验成功关键： 1. 药品的浓度与用量要恰当：为 避免加入盐酸过程中，盐酸局部浓度过 高，碳酸钠溶液宜用饱和溶液。另盐酸 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 浓度为