打破传统力求创新

2016-05-14黄燕

化学教与学 2016年9期

黄燕

摘要：氢氧化钠与二氧化碳的反应是人教版九年级化学下册第十单元课题1碱的化学性质中涉及的内容。教材通过引导回忆检验二氧化碳的反应，直接引出氢氧化钠在空气中能与二氧化碳发生反应的介绍。针对这一性质，教材并未设计实验来证明二者的确能发生反应。那么如何设计实验来验证呢？通常我们会设计诸多对比实验来验证，那么不做对比实验能否验证呢？

关键词：干扰；对比实验；氢氧化钠；二氧化碳

文章编号：1008-0546（2016）09-0039-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.09.015

氢氧化钠与二氧化碳的反应是人教版九年级化学下册第十单元课题1碱的化学性质中涉及的内容。教材通过引导回忆检验二氧化碳的反应，直接引出氢氧化钠在空气中能与二氧化碳发生反应的介绍。针对这一性质，教材并未设计实验来证明二者的确能发生反应。学生对此必然心存疑惑，在新课教学中，我让学生设计实验来验证，学生联想到向澄清石灰水中吹气，澄清石灰水会变浑浊。于是提出方案：向氢氧化钠溶液中缓缓吹气，观察现象。按照提出的方案进行实验，却观察不到任何明显现象。但这并不能说明氢氧化钠是否与二氧化碳发生反应。那么如何设计实验来验证呢？

由于氢氧化钠溶液中有氢氧化钠，还有水。而二氧化碳能溶于水，且能与水反应，所以为了排除水的干扰，通常我们会设计如下对比实验来验证。

方案1：分别向集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入等体积的水和氢氧化钠溶液，密封振荡，比较塑料瓶变瘪的程度。

方案2：分别向集满二氧化碳气体的集气瓶中加入等体积的水和氢氧化钠溶液，密封振荡，比较气球胀大的程度。

方案3：分别将两支集满二氧化碳气体的试管倒扣在盛有等体积的水和氢氧化钠溶液的水槽中，一段时间后比较试管内液面上升的高度。

方案4：利用下图实验装置进行实验，比较U型管左右两侧液面的高低。

在新课阶段，由于学生还不具备从生成物角度设计实验证明反应发生的知识基础。以上方案都是运用控制变量法从反应物角度设计对比实验来排除氢氧化钠溶液中水的干扰，通过密闭容器内气压的变化来证明反应物CO2被消耗，从而证明氢氧化钠与CO2发生了反应。那么不做对比实验能否证明反应发生呢？

既然水的存在对实验验证造成干扰，能否直接向盛有CO2气体的软塑料瓶中加入氢氧化钠固体，密封振荡，根据塑料瓶是否变瘪来证明反应是否发生呢？查阅很多文献，发现并没有人尝试做过这个实验。

由此可知，反应可以自发进行。于是笔者据此进行了下列尝试。

实验1：取一只550mL的软塑料瓶收集满CO2气体，然后向其中加入10g氢氧化钠固体，旋紧瓶盖，充分振荡。观察到塑料瓶变瘪了。

分析：由塑料瓶变瘪的现象能否说明氢氧化钠与CO2发生了反应？不能。因为用稀盐酸和石灰石制取CO2气体时，CO2逸出时也会携带水蒸气，水的干扰仍然存在，且稀盐酸会挥发出HCl气体，HCl气体也能与氢氧化钠反应，所以对实验1进行如下改进。

实验2：取一只550mL的软塑料收集一瓶纯净且干燥的CO2气体（将产生的二氧化碳依次通过装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶和装有浓H2SO4的干燥装置），再向其中加入10g氢氧化钠固体，旋紧瓶盖，充分振荡。观察到塑料瓶变瘪了。

实验2排除了干扰因素，由塑料瓶变瘪的现象成功地证明了氢氧化钠与CO2发生了反应。