驗證二氧化碳與氫氧化鈉反應的創新設計

丁鑫++張振中

一、實驗目的

1.因為二氧化碳與氫氧化鈉的反應沒有明顯現象，學生在學習這個性質時認識模糊，很容易出錯，并且這個性質往往成為各種考試的熱點，增補一個現象明顯讓人印象深刻的實驗是很有必要的。

2.增補后的實驗能達到以下要求：現象明顯、操作簡便、藥品節約、沒有污染。

3.要防止氫氧化鈉溶液中溶劑水對此反應的干擾，同時通過控制變量做了水與二氧化碳作用的對照實驗。

4.化學反應的本質是由新物質碳酸鈉生成，通過滴加稀鹽酸產生大量氣泡檢驗一下生成物碳酸鈉的存在很有必要，

二、實驗儀器及試劑

藥品：氫氧化鈉溶液，蒸餾水，紅墨水，雪碧一瓶，稀鹽酸。

儀器：具支試管（兩個），注射器（四個），橡皮塞（兩個），自制U形管一個，膠皮管（8cm長兩段），長尾夾兩個，試管架一個，單孔橡皮塞一個10cm長的膠皮管一段。

三、實驗儀器裝置圖及儀器的組裝說明

（一）實驗儀器裝置圖

（二）儀器的組裝說明

1.在U形管內注入適量的紅色墨水，用膠皮管把U形管與具支試管連接好，形成一個連通器。

2.調節好U形管內左右兩端紅色液面相等的高度如圖1所示，用長尾夾加緊兩端的膠皮管。

3.用兩個橡皮塞塞緊具支試管口、每個橡皮塞上分別插入兩個注射器；左端大注射器中裝入5ml氫氧化鈉溶液；右端大注射器中裝入5 ml蒸餾水，左右兩端兩個小的注射器中均裝入1ml稀鹽酸。

四、實驗操作步驟

1.通過震蕩雪碧瓶排出的二氧化碳讓兩個具支試管充滿二氧化碳氣體。

2.分別向兩個具支試管中用注射器注入5ml的氫氧化鈉溶液和5ml蒸餾水，震蕩，然后放在試管架上，打開兩端的長尾夾。

現象：滴入氫氧化鈉溶液相連的U型管一端的液面升高。

結論：實驗現象說明裝有氫氧化鈉溶液的具支試管中氣壓變得更小，說明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應，排除了氫氧化鈉溶液中的溶劑水對實驗結論的干擾。

3.在繼續向兩支具支試管中滴加等體積的稀鹽酸觀察。

現象：滴入氫氧化鈉溶液相連的U型管一端產生的泡多，而與滴入水的相連的U型管一端產生的泡少，左端升高的U型管的紅色液面又下降了。

結論：說明二氧化碳與氫氧化鈉確實發生了反應生成了碳酸鈉，碳酸鈉與滴入的稀鹽酸反應又生成了二氧化碳；所以左端的升高的紅色液面又下降了。

五、創新的意義

1.該實驗通過U形管內紅色液體流動，動感十足，形成了強烈對比；用注射器加入等體積藥品，采用控制變量法做了水與二氧化碳作用的對照實驗，有效排除了氫氧化鈉溶液中的水對此反應的干擾，使學生對二氧化碳確實能與氫氧化鈉反應形成清晰的認識，同時激發了學生學習化學的興趣。

2.鹽酸與生成物作用產生氣體也很明顯，大量氣泡，加深了學生對生成物的認識。裝置的靈敏度高，現象明顯，直觀效果強，提高課堂教學效率。

3.該裝置是一個相對密閉的系統，對環境的影響很小，綠色環保。儀器易得，裝置和操作簡單，在學生分組實驗中能充分運用，操作簡單，適合推廣。

4.此套裝置用途廣，凡是有氣體體積變化，氣壓變化的對比實驗都可以用此裝置進行探究，例如，比較兩種氣體（例如氧氣和二氧化碳）溶解能力的大小；比較氫氧化鈉溶液和石灰水吸收二氧化碳氣體的能力實驗等都可用此裝置。

六、自我反思與評價

教材上沒有氫氧化鈉與二氧化碳反應的演示實驗，我創新的實驗彌補了教材上的不足。我認為增補這樣的實驗不僅能在短時間內有效解決了學生的疑點，突破了難點。更重要的是這樣的實驗展示了化學的美感，美的化學、環保的化學、綠色的化學能引導學生熱愛這門學科，這對于我們這些從事化學教育的工作者來說，意義尤為重大。

編輯 魯翠紅