CO2與NaOH溶液反應實驗的趣味化設計

褚衍偉

摘要：改進了CO₂與NaOH溶液反應的實驗裝置。當CO₂與NaOH溶液發生反應時，可使瓶中壓強減小，導致水的沸點降低，從而使接近沸騰溫度的熱水沸騰起來，現象生動有趣，有力地說明了CO₂與NaOH發生了化學反應。

關鍵詞：CO₂ ；NaOH；實驗改進；實驗教學

文章編號：1005–6629（2014）2–0040–01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

CO₂ 與NaOH溶液的反應在初中化學中十分重要。它們之間雖然發生反應，但觀察不到明顯的實驗現象，為此對實驗裝置進行了改進。改進的目的：凸顯CO₂ 與NaOH的反應現象；改進運用的原理：沸點與壓強的關系，即氣體壓強小、沸點低，氣壓大、沸點高[1]。實驗的現象：當加入的NaOH溶液與CO₂ 氣體反應時，CO₂ 氣體減小得越多則瓶內氣體壓強減小得越厲害，從而會大大降低水的沸點，因此能使接近沸騰的熱水沸騰起來。

1 實驗儀器及用品

錐形瓶（2個）、燒杯、玻璃導氣管、橡膠管、橡膠塞、注射器（2個）、熱水、CO₂ 氣體、蒸餾水、濃NaOH溶液（質量分數約40%）等。

2 實驗裝置圖

改進的實驗裝置如圖1所示。

3 實驗操作和現象

如圖1，將裝置按圖連接好，并檢查裝置的氣密性。取A瓶盛滿CO₂ 氣體，取B瓶倒入96℃以上但未沸騰的熱水，同時燒杯中也加入同樣的熱水（起到水浴保溫的作用），然后將兩個錐形瓶用帶橡膠塞的導氣管連接起來。接下來取兩個注射器，分別抽取20 mL的水和20 mL的濃NaOH溶液。

（1）先將20 mL的水注入到A錐形瓶中，振蕩后觀察，B錐形瓶中的熱水并沒有沸騰；該現象說明了水與CO₂ 氣體反應，CO₂ 氣體消耗得少，容器內氣體壓強減小的幅度不大，沸點降低較小，不足以使熱水沸騰。

（2）取下盛水的注射器，再將另一支盛有20 mL濃NaOH溶液注射器迅速連接到A錐形瓶上，緊接著注入該溶液并振蕩，可以觀察到B錐形瓶中的水劇烈沸騰起來。通過對比實驗，有力地說明了CO₂ 與NaOH發生反應使瓶中氣體明顯減少，導致瓶中的壓強也大幅度地減小，水的沸點明顯降低，從而使熱水沸騰起來，實驗現象明顯，效果良好。

4 實驗創新點及其意義

（1）實驗現象十分明顯且有趣味性。使原本沒有明顯現象的實驗，變得更直觀，更有說服力。

（2）學以致用。充分利用所學的物理知識解決化學中的問題，培養學生跨學科思考問題、解決問題的能力。

（3）取材生活。實驗中利用了注射器等替代品，這些用品在生活中都容易找到，且安全無污染，使化學實驗探究活動由課內延伸到課外，激發了學生的學習興趣，提高了學生的動手能力和創新能力。

參考文獻：

[1]義務教育課程標準實驗教科書·物理（八年級下冊）[M].北京：人民教育出版社，2012：41～42.