碳酸钠溶液与稀盐酸反应实验探究

伍强

摘要：为了使学生易于理解向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的原因，设计了一套新的实验装置。介绍了利用该实验装置在课堂中展示碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应的实验探究过程。实践表明，该实验活动能帮助学生更好地领悟相关的化学反应原理和提升教学效果。

关键词：碳酸钠溶液；稀盐酸；实验装置；实验探究

文章编号：1005–6629（2014）9–0057–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

2014年1月浙江省普通高中学业水平考试化学试题第36题，试题：将露置于空气中的某氢氧化钠固体样品溶于水，向所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，生成的CO2（标准状况）与加入的盐酸体积有如图关系（不考虑CO2在水中的溶解）。试计算：

（1）盐酸的物质的量浓度为 mol/L。

（2）该样品中NaOH与Na2CO3物质的量之比为

。

试题标准答案是：（1）0.4；（2）2：1。

考后，笔者对本校的考生进行了问卷调查，答案全对的学生占14%；答案写成“（1）0.8；（2）6：1”的学生占81%。大部分学生把题意理解为：滴加150 mL的稀盐酸是与氢氧化钠反应，再滴加50 mL的稀盐酸是与碳酸钠反应生成二氧化碳气体。学生对“向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量”发生分步反应的原理不清楚，原因是：在教学中，教师只是在理论层面上给学生讲述分步反应原理，并没有进行实验探究，学生没有真正理解；学生受“盐和酸反应生成新盐和新酸”的定向思维影响，误以为向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸就会生成氯化钠和二氧化碳气体。

为此笔者创新设计了一套实验装置，在课堂中展示“向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量”的实验探究过程，能让学生领悟向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的原理。

2 实验装置的设计

设计的实验装置见图1，在250 mL广口瓶的橡皮塞中，打三个小孔，中间小孔插入分液漏斗，两边两个小孔分别插入玻璃管，一管与气球连接，另一管用橡皮管与分液漏斗上口的导管连接，要求装置气密性良好。用导管将分液漏斗上口与广口瓶连通，保持压强平衡，分液漏斗中液体能顺畅流下，反应生成气体，气球增大。

3 实验探究的步骤、现象及反应原理

实验1 碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量

在广口瓶中加入1 mol·L-1碳酸钠溶液20 mL，在分液漏斗中加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，打开活塞，保持稀盐酸以适中速度滴下，同时不断摇动装置，反应没有气泡产生，气球没有增大，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl（少量）=NaHCO3+NaCl。

在分液漏斗中再加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，打开活塞，稀盐酸顺畅流下，同时不断摇动装置，反应产生气泡，气球逐渐增大，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

实验2 稀盐酸中滴加碳酸钠溶液及二氧化碳气体吸收

在广口瓶中加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，在分液漏斗中加入1 mol·L-1碳酸钠溶液20 mL（在配制时添加少量二乙醇胺盐酸盐），打开活塞，滴加碳酸钠溶液约10 mL关闭活塞，反应产生气泡，气球逐渐增大。反应的化学反应式：2HCl（过量）+Na2CO3=2NaCl+H2O+ CO2↑。

再打开活塞，滴加剩下的碳酸钠溶液，并不断摇动装置约1分钟，气球干瘪，反应的化学方程式：Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3。

4 二氧化碳气体和碳酸钠溶液反应速率的实验探究

在中学化学辅导资料或考题中常常出现：“在饱和碳酸钠溶液中通入少量的二氧化碳气体生成白色沉淀”。笔者做过实验，在饱和碳酸钠溶液中持续通入二氧化碳气体至几个小时才出现白色沉淀。原因是饱和碳酸钠溶液吸收二氧化碳气体生成碳酸氢钠的速度较慢，另生成少量的碳酸氢钠也不可能达到饱和溶液状态，因此在饱和碳酸钠溶液中通入少量的二氧化碳气体不可能有碳酸氢钠沉淀析出。

用新设计的实验装置，在课堂中对碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应进行半定量实验探究，呈现向碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸反应以及二氧化碳气体和碳酸钠溶液反应的直观实验现象，能让学生领悟碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应各步化学反应原理，进一步领会化学反应中量变与质变的思想。

参考文献：

[1]宿辉，崔琳.二氧化碳的吸收方法及机理研究[J].环境科学与管理，2006，31（8）：79～81.

[2]吕秉玲.采用二乙醇胺作活化剂的碳碱法生产硼砂[J].无机盐工业，2006，38（12）：34～36.

[3]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].北京：人民教育出版社，2004：50.

[4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].南京：江苏教育出版社，2009：51.

摘要：为了使学生易于理解向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的原因，设计了一套新的实验装置。介绍了利用该实验装置在课堂中展示碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应的实验探究过程。实践表明，该实验活动能帮助学生更好地领悟相关的化学反应原理和提升教学效果。

关键词：碳酸钠溶液；稀盐酸；实验装置；实验探究

文章编号：1005–6629（2014）9–0057–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

2014年1月浙江省普通高中学业水平考试化学试题第36题，试题：将露置于空气中的某氢氧化钠固体样品溶于水，向所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，生成的CO2（标准状况）与加入的盐酸体积有如图关系（不考虑CO2在水中的溶解）。试计算：

（1）盐酸的物质的量浓度为 mol/L。

（2）该样品中NaOH与Na2CO3物质的量之比为

。

试题标准答案是：（1）0.4；（2）2：1。

考后，笔者对本校的考生进行了问卷调查，答案全对的学生占14%；答案写成“（1）0.8；（2）6：1”的学生占81%。大部分学生把题意理解为：滴加150 mL的稀盐酸是与氢氧化钠反应，再滴加50 mL的稀盐酸是与碳酸钠反应生成二氧化碳气体。学生对“向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量”发生分步反应的原理不清楚，原因是：在教学中，教师只是在理论层面上给学生讲述分步反应原理，并没有进行实验探究，学生没有真正理解；学生受“盐和酸反应生成新盐和新酸”的定向思维影响，误以为向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸就会生成氯化钠和二氧化碳气体。

为此笔者创新设计了一套实验装置，在课堂中展示“向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量”的实验探究过程，能让学生领悟向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的原理。

2 实验装置的设计

设计的实验装置见图1，在250 mL广口瓶的橡皮塞中，打三个小孔，中间小孔插入分液漏斗，两边两个小孔分别插入玻璃管，一管与气球连接，另一管用橡皮管与分液漏斗上口的导管连接，要求装置气密性良好。用导管将分液漏斗上口与广口瓶连通，保持压强平衡，分液漏斗中液体能顺畅流下，反应生成气体，气球增大。

3 实验探究的步骤、现象及反应原理

实验1 碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量

在广口瓶中加入1 mol·L-1碳酸钠溶液20 mL，在分液漏斗中加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，打开活塞，保持稀盐酸以适中速度滴下，同时不断摇动装置，反应没有气泡产生，气球没有增大，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl（少量）=NaHCO3+NaCl。

在分液漏斗中再加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，打开活塞，稀盐酸顺畅流下，同时不断摇动装置，反应产生气泡，气球逐渐增大，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

实验2 稀盐酸中滴加碳酸钠溶液及二氧化碳气体吸收

在广口瓶中加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，在分液漏斗中加入1 mol·L-1碳酸钠溶液20 mL（在配制时添加少量二乙醇胺盐酸盐），打开活塞，滴加碳酸钠溶液约10 mL关闭活塞，反应产生气泡，气球逐渐增大。反应的化学反应式：2HCl（过量）+Na2CO3=2NaCl+H2O+ CO2↑。

再打开活塞，滴加剩下的碳酸钠溶液，并不断摇动装置约1分钟，气球干瘪，反应的化学方程式：Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3。

4 二氧化碳气体和碳酸钠溶液反应速率的实验探究

在中学化学辅导资料或考题中常常出现：“在饱和碳酸钠溶液中通入少量的二氧化碳气体生成白色沉淀”。笔者做过实验，在饱和碳酸钠溶液中持续通入二氧化碳气体至几个小时才出现白色沉淀。原因是饱和碳酸钠溶液吸收二氧化碳气体生成碳酸氢钠的速度较慢，另生成少量的碳酸氢钠也不可能达到饱和溶液状态，因此在饱和碳酸钠溶液中通入少量的二氧化碳气体不可能有碳酸氢钠沉淀析出。

用新设计的实验装置，在课堂中对碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应进行半定量实验探究，呈现向碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸反应以及二氧化碳气体和碳酸钠溶液反应的直观实验现象，能让学生领悟碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应各步化学反应原理，进一步领会化学反应中量变与质变的思想。

参考文献：

[1]宿辉，崔琳.二氧化碳的吸收方法及机理研究[J].环境科学与管理，2006，31（8）：79～81.

[2]吕秉玲.采用二乙醇胺作活化剂的碳碱法生产硼砂[J].无机盐工业，2006，38（12）：34～36.

[3]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].北京：人民教育出版社，2004：50.

[4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].南京：江苏教育出版社，2009：51.

摘要：为了使学生易于理解向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的原因，设计了一套新的实验装置。介绍了利用该实验装置在课堂中展示碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应的实验探究过程。实践表明，该实验活动能帮助学生更好地领悟相关的化学反应原理和提升教学效果。

关键词：碳酸钠溶液；稀盐酸；实验装置；实验探究

文章编号：1005–6629（2014）9–0057–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

2014年1月浙江省普通高中学业水平考试化学试题第36题，试题：将露置于空气中的某氢氧化钠固体样品溶于水，向所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，生成的CO2（标准状况）与加入的盐酸体积有如图关系（不考虑CO2在水中的溶解）。试计算：

（1）盐酸的物质的量浓度为 mol/L。

（2）该样品中NaOH与Na2CO3物质的量之比为

。

试题标准答案是：（1）0.4；（2）2：1。

考后，笔者对本校的考生进行了问卷调查，答案全对的学生占14%；答案写成“（1）0.8；（2）6：1”的学生占81%。大部分学生把题意理解为：滴加150 mL的稀盐酸是与氢氧化钠反应，再滴加50 mL的稀盐酸是与碳酸钠反应生成二氧化碳气体。学生对“向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量”发生分步反应的原理不清楚，原因是：在教学中，教师只是在理论层面上给学生讲述分步反应原理，并没有进行实验探究，学生没有真正理解；学生受“盐和酸反应生成新盐和新酸”的定向思维影响，误以为向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸就会生成氯化钠和二氧化碳气体。

为此笔者创新设计了一套实验装置，在课堂中展示“向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量”的实验探究过程，能让学生领悟向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分步反应的原理。

2 实验装置的设计

设计的实验装置见图1，在250 mL广口瓶的橡皮塞中，打三个小孔，中间小孔插入分液漏斗，两边两个小孔分别插入玻璃管，一管与气球连接，另一管用橡皮管与分液漏斗上口的导管连接，要求装置气密性良好。用导管将分液漏斗上口与广口瓶连通，保持压强平衡，分液漏斗中液体能顺畅流下，反应生成气体，气球增大。

3 实验探究的步骤、现象及反应原理

实验1 碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量

在广口瓶中加入1 mol·L-1碳酸钠溶液20 mL，在分液漏斗中加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，打开活塞，保持稀盐酸以适中速度滴下，同时不断摇动装置，反应没有气泡产生，气球没有增大，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl（少量）=NaHCO3+NaCl。

在分液漏斗中再加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，打开活塞，稀盐酸顺畅流下，同时不断摇动装置，反应产生气泡，气球逐渐增大，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

实验2 稀盐酸中滴加碳酸钠溶液及二氧化碳气体吸收

在广口瓶中加入1 mol·L-1稀盐酸20 mL，在分液漏斗中加入1 mol·L-1碳酸钠溶液20 mL（在配制时添加少量二乙醇胺盐酸盐），打开活塞，滴加碳酸钠溶液约10 mL关闭活塞，反应产生气泡，气球逐渐增大。反应的化学反应式：2HCl（过量）+Na2CO3=2NaCl+H2O+ CO2↑。

再打开活塞，滴加剩下的碳酸钠溶液，并不断摇动装置约1分钟，气球干瘪，反应的化学方程式：Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3。

4 二氧化碳气体和碳酸钠溶液反应速率的实验探究

在中学化学辅导资料或考题中常常出现：“在饱和碳酸钠溶液中通入少量的二氧化碳气体生成白色沉淀”。笔者做过实验，在饱和碳酸钠溶液中持续通入二氧化碳气体至几个小时才出现白色沉淀。原因是饱和碳酸钠溶液吸收二氧化碳气体生成碳酸氢钠的速度较慢，另生成少量的碳酸氢钠也不可能达到饱和溶液状态，因此在饱和碳酸钠溶液中通入少量的二氧化碳气体不可能有碳酸氢钠沉淀析出。

用新设计的实验装置，在课堂中对碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应进行半定量实验探究，呈现向碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸反应以及二氧化碳气体和碳酸钠溶液反应的直观实验现象，能让学生领悟碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应各步化学反应原理，进一步领会化学反应中量变与质变的思想。

参考文献：

[1]宿辉，崔琳.二氧化碳的吸收方法及机理研究[J].环境科学与管理，2006，31（8）：79～81.

[2]吕秉玲.采用二乙醇胺作活化剂的碳碱法生产硼砂[J].无机盐工业，2006，38（12）：34～36.

[3]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].北京：人民教育出版社，2004：50.

[4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].南京：江苏教育出版社，2009：51.