摘要:在化學變化中，常常伴隨一些現(xiàn)象的發(fā)生，如:放熱、發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等等。但是二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液反應卻沒有明顯現(xiàn)象，本文分別從反應前后裝置內(nèi)壓強的變化、反應后氣體是否存在、反應后生成物的性質(zhì)等角度，使“無”現(xiàn)象的反應轉(zhuǎn)化成“有”現(xiàn)象的反應。

關(guān)鍵詞:對照;現(xiàn)象;壓強

在初中化學學習中，許多化學變化常伴隨一些現(xiàn)象的發(fā)生，如:放熱、發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等等。這些現(xiàn)象的發(fā)生有助于學生判斷物質(zhì)間是否發(fā)生了化學反應，但并不是每一個化學反應都伴隨明顯的現(xiàn)象。例如，在學習“酸、堿、鹽的性質(zhì)”時，有這樣一個反應“CO²+NaOH=Na²CO³+H²O”，由于該實驗中沒有出現(xiàn)比較明顯的變化，因而學生不容易判斷反應的發(fā)生。為此，我設(shè)計了如下兩個對照實驗。

分別將兩支盛滿CO²氣體的試管倒插入盛有NaOH溶液和Ca(OH)²溶液的水槽中。過一會兒，發(fā)現(xiàn)兩支試管內(nèi)都有液體進入試管(即試管內(nèi)液面上升)，盛NaOH溶液的試管內(nèi)液面比盛Ca(OH)²溶液的試管內(nèi)液面高許多，Ca(OH)²溶液中出現(xiàn)白色沉淀。學生根據(jù)看到的實驗現(xiàn)象，通過小組內(nèi)交流討論后，得出結(jié)論:①CO²既能與NaOH溶液反應，也能與Ca(OH)²溶液反應;②這兩個反應的現(xiàn)象明顯不同，

一個有白色沉淀生成，一個沒有。分析原因為:主要由于這兩個反應中生成物不同，其反應方程式如下:CO²+NaOH=Na²CO³+H²OCO²+

Ca(OH)²=CaCO³↓+H²O。該反應中生成物Na²CO³和CaCO³的溶解性不同，Na²CO³易溶于水，而CaCO³難溶于水。所以，二者現(xiàn)象差別很大。

通過上述兩個對比實驗:CO²與石灰水反應現(xiàn)象明顯，與NaOH溶液反應沒有明顯現(xiàn)象發(fā)生。為了激發(fā)學生的探究興趣，培養(yǎng)學生的實驗技能和動手能力。我讓同學們自行設(shè)計實驗(可以上網(wǎng)查閱資料)，加以驗證二氧化碳確實能和氫氧化鈉溶液反應。實驗設(shè)計要求:①實驗現(xiàn)象明顯清晰;②實驗安全可行;③實驗裝置簡單。下文是根據(jù)同學們自行設(shè)計的實驗裝置圖設(shè)計原理進行分類說明。

一、從反應中壓強的改變來判斷

由于二氧化碳是氣體，而氫氧化鈉溶液是液體，二者反應時雖然沒有明顯現(xiàn)象，但二氧化碳氣體被氫氧化鈉溶液吸收了，會使“密閉”的容器內(nèi)的壓強變小。學生利用這一原理可以設(shè)計出以下的實驗裝置圖。

1. 利用液面的變化(升高或降低)判斷反應的發(fā)生

圖一～圖四中的實驗就是利用二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應后，裝置內(nèi)的二氧化碳氣體減少，氣壓降低，引起水面的變化(液面升高或移動)。

圖一中將充滿二氧化碳的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，可觀察到試管內(nèi)液面升高;圖二中將分液漏斗中的氫氧化鈉溶液滴入燒瓶內(nèi)，可觀察到導管內(nèi)的液面升高，即出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象;圖三中將膠頭滴管內(nèi)的氫氧化鈉溶液擠入燒瓶內(nèi)，發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)的液體順著導管噴入燒瓶內(nèi)，形成美麗的噴泉現(xiàn)象;圖四中將膠頭滴管內(nèi)的液體滴入廣口瓶中，可觀察到右邊U型管內(nèi)左側(cè)紅墨水升高，右邊下降。

以上是利用反應后，裝置內(nèi)氣壓的變化，從而引起與之相連的導管或試管內(nèi)液面也隨之變化，讓學生便于判斷反應的發(fā)生以及反應的進行情況。另外以上實驗設(shè)計構(gòu)思巧妙、操作簡單、現(xiàn)象清晰，便于用于課堂上演示，說服力強。

2. 利用比較明顯的變化(如氣球膨脹、塑料瓶變癟或瓶吞雞蛋等)來判斷

圖五～圖七中的實驗利用氣球的變化或塑料瓶的變化等明顯的現(xiàn)象，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應。

圖五中將膠頭滴管中氫氧化鈉溶液(濃度較大)擠入軟塑料瓶內(nèi)振蕩，可觀察到塑料瓶變癟;圖六中將將氫氧化鈉溶液滴入燒瓶內(nèi)振蕩，可觀察到氣球膨脹;圖七中可觀察到“瓶吞雞蛋”現(xiàn)象。

以上實驗生動、活潑、趣味性強，實驗裝置簡單、構(gòu)思新穎、使用氣球等常見的、實驗室沒有的東西，學生做起來興趣高漲，積極、主動要求自己動手。

二、從檢驗氣體是否消失來判斷

圖八是制備二氧化碳氣體，并驗證二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應的裝置圖。圖中利用石灰石與稀鹽酸反應，其反應原理為:CaCO³+2HCl=CaCl²+CO²↑+H²O

生成的二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液反應后(即被吸收)，可觀察到石灰水中不會出現(xiàn)白色沉淀，說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應。

以上實驗是利用二氧化碳氣體的檢驗方法來設(shè)計的，實驗設(shè)計構(gòu)思巧妙、現(xiàn)象明顯、說服力強，同時也培養(yǎng)學生設(shè)計能力和動手實驗能力。

三、從生成物的角度來判斷

由于二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應后，生成的碳酸鈉是一種碳酸鹽，不僅能與稀酸反應生成二氧化碳氣體，而且能與可溶性鈣鹽或鋇鹽生成碳酸鈣或碳酸鋇(二者均不溶水，均為白色沉淀)。因而可根據(jù)生成物碳酸鈉的這些性質(zhì)，設(shè)計如下實驗加以驗證。

先取二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液反應后的溶液少許，分別加入兩只試管中，并向第一只試管中滴加少量稀鹽酸，可觀察到的現(xiàn)象為有氣泡產(chǎn)生 ; 再向第二只試管中滴加氯化鈣或氯化鋇溶液，可觀察到現(xiàn)象為有白色沉淀生成。這兩個實驗雖然現(xiàn)象不同，但是都可以通過比較明顯的現(xiàn)象證實CO²與NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應。

以上是筆者在實際教學中總結(jié)的有關(guān)二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液反應的實驗探究過程，利用物理或化學原理使化學反應現(xiàn)象從“無”到“有”，這樣便于學生觀察、判斷化學反應的發(fā)生。通過實驗探究充分調(diào)動學生學習化學的積極性、主動性，同時也培養(yǎng)學生設(shè)計實驗、動手實驗的能力;培養(yǎng)同學間小組合作、互助能力。實際上在初中化學中還有不少沒有現(xiàn)象的化學反應，這就要求教師充分調(diào)動學生的學習熱情，利用他們已有的知識和技能，真正地將“無”變“有”。