验证二氧化碳与氢氧化钠反应的创新设计

一、实验目的

1.因为二氧化碳与氢氧化钠的反应没有明显现象，学生在学习这个性质时认识模糊，很容易出错，并且这个性质往往成为各种考试的热点，增补一个现象明显让人印象深刻的实验是很有必要的。

2.增补后的实验能达到以下要求：现象明显、操作简便、药品节约、没有污染。

3.要防止氢氧化钠溶液中溶剂水对此反应的干扰，同时通过控制变量做了水与二氧化碳作用的对照实验。

4.化学反应的本质是由新物质碳酸钠生成，通过滴加稀盐酸产生大量气泡检验一下生成物碳酸钠的存在很有必要，

二、实验仪器及试剂

药品：氢氧化钠溶液，蒸馏水，红墨水，雪碧一瓶，稀盐酸。

仪器：具支试管（两个），注射器（四个），橡皮塞（两个），自制U形管一个，胶皮管（8cm长两段），长尾夹两个，试管架一个，单孔橡皮塞一个10cm长的胶皮管一段。

三、实验仪器装置图及仪器的组装说明

（一）实验仪器装置图

（二）仪器的组装说明

1.在U形管内注入适量的红色墨水，用胶皮管把U形管与具支试管连接好，形成一个连通器。

2.调节好U形管内左右两端红色液面相等的高度如图1所示，用长尾夹加紧两端的胶皮管。

3.用两个橡皮塞塞紧具支试管口、每个橡皮塞上分别插入两个注射器；左端大注射器中装入5ml氢氧化钠溶液；右端大注射器中装入5 ml蒸馏水，左右两端两个小的注射器中均装入1ml稀盐酸。

四、实验操作步骤

1.通过震荡雪碧瓶排出的二氧化碳让两个具支试管充满二氧化碳气体。

2.分别向两个具支试管中用注射器注入5ml的氢氧化钠溶液和5ml蒸馏水，震荡，然后放在试管架上，打开两端的长尾夹。

现象：滴入氢氧化钠溶液相连的U型管一端的液面升高。

结论：实验现象说明装有氢氧化钠溶液的具支试管中气压变得更小，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，排除了氢氧化钠溶液中的溶剂水对实验结论的干扰。

3.在继续向两支具支试管中滴加等体积的稀盐酸观察。

现象：滴入氢氧化钠溶液相连的U型管一端产生的泡多，而与滴入水的相连的U型管一端产生的泡少，左端升高的U型管的红色液面又下降了。

结论：说明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应生成了碳酸钠，碳酸钠与滴入的稀盐酸反应又生成了二氧化碳；所以左端的升高的红色液面又下降了。

五、创新的意义

1.该实验通过U形管内红色液体流动，动感十足，形成了强烈对比；用注射器加入等体积药品，采用控制变量法做了水与二氧化碳作用的对照实验，有效排除了氢氧化钠溶液中的水对此反应的干扰，使学生对二氧化碳确实能与氢氧化钠反应形成清晰的认识，同时激发了学生学习化学的兴趣。

2.盐酸与生成物作用产生气体也很明显，大量气泡，加深了学生对生成物的认识。装置的灵敏度高，现象明显，直观效果强，提高课堂教学效率。

3.该装置是一个相对密闭的系统，对环境的影响很小，绿色环保。仪器易得，装置和操作简单，在学生分组实验中能充分运用，操作简单，适合推广。

4.此套装置用途广，凡是有气体体积变化，气压变化的对比实验都可以用此装置进行探究，例如，比较两种气体（例如氧气和二氧化碳）溶解能力的大小；比较氢氧化钠溶液和石灰水吸收二氧化碳气体的能力实验等都可用此装置。

六、自我反思与评价

教材上没有氢氧化钠与二氧化碳反应的演示实验，我创新的实验弥补了教材上的不足。我认为增补这样的实验不仅能在短时间内有效解决了学生的疑点，突破了难点。更重要的是这样的实验展示了化学的美感，美的化学、环保的化学、绿色的化学能引导学生热爱这门学科，这对于我们这些从事化学教育的工作者来说，意义尤为重大。