碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

玉山縣第二中學(xué)徐裕明吳位英一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的高中化學(xué)必修第一冊(cè)中第56頁(yè)，只是很簡(jiǎn)單說(shuō)明了碳酸鈉、碳酸氫鈉能與鹽酸的發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)新課程改革的要求，需要學(xué)生自己探究反應(yīng)的本質(zhì)，并且歷年高考考綱中對(duì)這部分知識(shí)是“理解”，要求較高，這一類考題出現(xiàn)的頻率也很高。例如：題(一)：取質(zhì)量為14.8g的Na2CO3

和NaHCO3的固體混合物，與100ml2.50mol/L的鹽酸恰好完全反應(yīng)至不再放出氣體。（1）求原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）若取等質(zhì)量的原混合物配成溶液，逐滴滴入90ml2.50mol/L的鹽酸,并不斷攪拌，求生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。學(xué)生根據(jù)碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式很容易將第一問(wèn)解答出來(lái)，但是對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，學(xué)生都發(fā)現(xiàn)鹽酸用量減少了，都知道碳酸鈉、碳酸氫鈉過(guò)量，但不知反應(yīng)的先后問(wèn)題，以至于解題無(wú)從下手直至計(jì)算錯(cuò)誤。題(二)：將0．4gNaOH和1．06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0．1mol?L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是()我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容理解并應(yīng)用比較困難，針對(duì)這種上課被動(dòng)接受而無(wú)法解題的現(xiàn)象，我們?cè)O(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的本質(zhì)，并在上課過(guò)程中進(jìn)行了應(yīng)用，取得了很好的效果。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置取相同型號(hào)的硬質(zhì)玻璃管2支，橡皮塞2個(gè)，10ml一次性注射器2支，氣球2個(gè)，鐵架臺(tái)和滴定管夾各1個(gè)。將兩只硬質(zhì)玻璃管固定在滴定管夾上，組成裝置如下圖所示。碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)裝置實(shí)物圖三、實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)操作：在硬質(zhì)玻璃管中分別裝入10ml0.4mol/LNa2CO3和10ml0.4mol/LNaHCO3，在兩只注射器中分別吸入4ml4mol/L的鹽酸。用塑料尺或玻璃片同時(shí)向上推兩只注射器的手柄，第一次同時(shí)推入2ml的鹽酸，這樣就可以保證碳酸鈉和碳酸氫鈉同時(shí)與同一濃度的鹽酸反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：我們很清晰的觀察到碳酸氫鈉與鹽酸很快產(chǎn)生了大量氣泡，頂部氣球也迅速脹大，而碳酸鈉與鹽酸這邊幾乎看不到氣泡且頂部氣球仍是癟的。此時(shí)可以讓同學(xué)們探討以上不同現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從而得出碳酸鈉與鹽酸開(kāi)始并沒(méi)有產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，結(jié)合所學(xué)便知是生成了碳酸氫鈉。第二次再同時(shí)推入余下的2ml鹽酸，我們能觀察到碳酸氫鈉這邊氣球繼續(xù)脹大，碳酸鈉這邊氣球也開(kāi)始脹大，最后兩邊膨脹的大小一樣，效果明顯。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)使大多數(shù)學(xué)生都能理解碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的本質(zhì)，并能在此類題目中加以應(yīng)用。當(dāng)把不足的鹽酸加到碳酸鈉溶液中，首先生成碳酸氫鈉而沒(méi)有產(chǎn)生二氧化碳，隨著鹽酸繼續(xù)加入碳酸氫鈉才反應(yīng)產(chǎn)生了二氧化碳?xì)怏w，即Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，并且等物質(zhì)的量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與足量的鹽酸反應(yīng)時(shí)所得二氧化碳?xì)怏w的量相等。注：上述題(一)學(xué)生將能正確做出解答，解答過(guò)程如下：（1）省略。（2）解：由于恰好完全反應(yīng)需100mL2.50mol/L的鹽酸，故加90mL時(shí)，鹽酸不足。Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl0.100mol0.100molNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑與NaHCO3反應(yīng)的鹽酸為0.090L×2.50mol/L-0.100mol=0.125mol,因此V(CO2)=0.125mol×22.4L/mol=2.80L.題(二)答案選（C）五、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與反思1、該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既形象又直觀，實(shí)驗(yàn)材料容易得到，操作也簡(jiǎn)便，現(xiàn)象也十分明顯，能較容易地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，充分體現(xiàn)了化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。在實(shí)驗(yàn)中求真知，把學(xué)生平時(shí)解題中的實(shí)際情況與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，針對(duì)性很強(qiáng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感知反應(yīng)的本質(zhì)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，從而達(dá)到自主學(xué)習(xí)的目的。即便以后考試中遇到類似的題目，學(xué)生也就能迎刃而解了。2、在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中也有許多值得注意和改進(jìn)的