黃燕

摘要：氫氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)是人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第十單元課題1堿的化學(xué)性質(zhì)中涉及的內(nèi)容。教材通過引導(dǎo)回憶檢驗(yàn)二氧化碳的反應(yīng)，直接引出氫氧化鈉在空氣中能與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的介紹。針對(duì)這一性質(zhì)，教材并未設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明二者的確能發(fā)生反應(yīng)。那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？通常我們會(huì)設(shè)計(jì)諸多對(duì)比實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，那么不做對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耱?yàn)證呢？

關(guān)鍵詞：干擾；對(duì)比實(shí)驗(yàn)；氫氧化鈉；二氧化碳

文章編號(hào)：1008-0546（2016）09-0039-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.09.015

氫氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)是人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第十單元課題1堿的化學(xué)性質(zhì)中涉及的內(nèi)容。教材通過引導(dǎo)回憶檢驗(yàn)二氧化碳的反應(yīng)，直接引出氫氧化鈉在空氣中能與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的介紹。針對(duì)這一性質(zhì)，教材并未設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明二者的確能發(fā)生反應(yīng)。學(xué)生對(duì)此必然心存疑惑，在新課教學(xué)中，我讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，學(xué)生聯(lián)想到向澄清石灰水中吹氣，澄清石灰水會(huì)變渾濁。于是提出方案：向氫氧化鈉溶液中緩緩吹氣，觀察現(xiàn)象。按照提出的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，卻觀察不到任何明顯現(xiàn)象。但這并不能說明氫氧化鈉是否與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？

由于氫氧化鈉溶液中有氫氧化鈉，還有水。而二氧化碳能溶于水，且能與水反應(yīng)，所以為了排除水的干擾，通常我們會(huì)設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

方案1：分別向集滿二氧化碳?xì)怏w的軟塑料瓶中加入等體積的水和氫氧化鈉溶液，密封振蕩，比較塑料瓶變癟的程度。

方案2：分別向集滿二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶中加入等體積的水和氫氧化鈉溶液，密封振蕩，比較氣球脹大的程度。

方案3：分別將兩支集滿二氧化碳?xì)怏w的試管倒扣在盛有等體積的水和氫氧化鈉溶液的水槽中，一段時(shí)間后比較試管內(nèi)液面上升的高度。

方案4：利用下圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較U型管左右兩側(cè)液面的高低。

在新課階段，由于學(xué)生還不具備從生成物角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)發(fā)生的知識(shí)基礎(chǔ)。以上方案都是運(yùn)用控制變量法從反應(yīng)物角度設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來排除氫氧化鈉溶液中水的干擾，通過密閉容器內(nèi)氣壓的變化來證明反應(yīng)物CO2被消耗，從而證明氫氧化鈉與CO2發(fā)生了反應(yīng)。那么不做對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明反應(yīng)發(fā)生呢？

既然水的存在對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證造成干擾，能否直接向盛有CO2氣體的軟塑料瓶中加入氫氧化鈉固體，密封振蕩，根據(jù)塑料瓶是否變癟來證明反應(yīng)是否發(fā)生呢？查閱很多文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)并沒有人嘗試做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

由此可知，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。于是筆者據(jù)此進(jìn)行了下列嘗試。

實(shí)驗(yàn)1：取一只550mL的軟塑料瓶收集滿CO2氣體，然后向其中加入10g氫氧化鈉固體，旋緊瓶蓋，充分振蕩。觀察到塑料瓶變癟了。

分析：由塑料瓶變癟的現(xiàn)象能否說明氫氧化鈉與CO2發(fā)生了反應(yīng)？不能。因?yàn)橛孟←}酸和石灰石制取CO2氣體時(shí)，CO2逸出時(shí)也會(huì)攜帶水蒸氣，水的干擾仍然存在，且稀鹽酸會(huì)揮發(fā)出HCl氣體，HCl氣體也能與氫氧化鈉反應(yīng)，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行如下改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)2：取一只550mL的軟塑料收集一瓶純凈且干燥的CO2氣體（將產(chǎn)生的二氧化碳依次通過裝有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶和裝有濃H2SO4的干燥裝置），再向其中加入10g氫氧化鈉固體，旋緊瓶蓋，充分振蕩。觀察到塑料瓶變癟了。

實(shí)驗(yàn)2排除了干擾因素，由塑料瓶變癟的現(xiàn)象成功地證明了氫氧化鈉與CO2發(fā)生了反應(yīng)。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)象明顯、不需要做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，操作更加簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅獻(xiàn)彩，沈文霞，姚天揚(yáng)，候文華. 物理化學(xué)（上）（第五版）[M]. 北京： 高等教育出版社，2005：483，5-8