碳酸钠溶液与稀盐酸反应的实验探究

碳酸钠溶液与稀盐酸反应的实验探究 一、问题情景 在一次学生实验中，有位学生做了如下实验，向某饱和的NaCO23溶液中逐滴加入稀酸观察到开始无气泡产生，后来才有气泡产生，他开始认为可能是操作出现了问题，他更换操作次序，向稀盐酸中加入NaCO溶液，立即观察有气泡产生。他把这一差异现象告诉其他学生，23 引起了同学们的好奇心。他们重新配制饱和NaCO溶液和稀盐酸，分23 别完成上述实验，其实验结果与前者相同。他们找我寻问原因，我想了想，要求学生自己寻找解决的方法，并提示他用实验探索法和上网查寻法解决上述问题。同学们通过分析讨论，对上述现象进行多种假设。 二、提出假设 同学们提出很多假设，有的假设通过讨论分析后被一一否定了，最后确定了如下几种假设。 假设一:可能与NaCO的浓度或稀盐酸浓度有关。 23 假设二:NaCO与可HCl不能反应，当HCl足量时，产生的气体23 可能是挥发出来的氯化氢气体引起的。 假设三:NaCO的水溶液呈碱性，开始发生的反应可能为:23 NaOH+HCl= NaCl+HO因此开始无气泡产生。 2 三、制定 为了验证上述假设，经过学生间再次充分讨论，他们了如下研究方案。 方案1:设计实验测NaCO水溶液的酸碱性; 23 方案2:设计实验研究不用浓度的碳酸钠、稀盐酸间的酸; 方案3:设计实验研究产生的气体的成分; 方案4:设计实验研究NaOH、NaCO的混和溶液与稀盐酸反应次23 序; 方案5:上网收集有关NaCO水溶液的，从理论上寻找解决23 问题的方法。 四、探究过程 为了完成上述方案，我将学生分为五个活动小组(每组3—5名学生)，并与实验员联系，准备好学生所需的器材和药品，组织学生利用课余时间进行实验探究。 1、 第一组: ?研究项目:测不同浓度NaCO溶液的酸碱性。 23 ?操作方法:取不同浓度的NaCO溶液向其中滴入酚酞试液，并23 振荡。 ?实验记录 2、 第二组 ?研究项目:研究不同浓度的碳酸钠与稀盐酸间的反应情况。 ?操作方法:向不同浓度的溶液中投入10%和20%的稀盐酸观察，发生的现象分别与前面所述是否相同。 ?实验记录如下，其操作过程与前面一致。 溶 液 10%HCL 20%HCL 溶 液 30%HCL 40%HCL 10%碳酸钠30%碳酸钠溶 相同 相同 相同 相同 溶液 液 20%碳酸钠40%碳酸钠溶 相同 相同 相同 相同 溶液 液 3、第三组: ?研究项目:设计实验，研究NaCO与HCl产生气体的成分。 23 ?操作方法:向30%HCl和10%HCl溶液中分别滴入饱和的碳酸钠溶液，将产生的气体依次通过AgNO溶液和Ca(OH)溶液。 32 ?记录如下表: AgNO溶液 Ca(OH)溶液 32 30%HCl 白色浑浊 白色浑浊 10%HCl 澄清 白色浑浊 4、第四组: ?研究项目:设计实验，研究NaOH、NaCO与HCl反应顺序。 23 ?操作方法:取4gNaOH 晶体和6gNaCO粉末，与40g水混合配23 成混合溶液，单质分为5份，分析反应后测剩余液的pH范围，并观察产生气泡情况。 ?记录如下表所示: 实验编号 1 2 3 4 5 10%稀HCl质 20 40 60 80 100 量(g) 溶液pH范围 9—10 8—9 7—8 7 7 是否产生气 无 无 无 有 有 泡 5、第五组: ?研究内容:上网收集有关NaCO的知识。 23 ?结果记录:?NaCO称为线碱，其水溶液呈NaCO碱性。NaCO232323与HO可发生反应，生成NaOH 和NaHCO，此反应属于水解反应。其23 过程可表示为:NaCO+HO=NaOH +NaHCO。 2323 五、解释与结论 5 个活动小组将研究结果集中整理，通过综合分析，得出如下结论:?NaCO的水溶液呈碱性，含有少量的NaOH;?向NaCO与 NaOH2323的混合溶液中滴入稀盐酸，开始发生的反应是:NaOH+HCl= NaCl+HO，2后来发生的反应是:NaHCO+HCl=NaCl+CO+HO。?向浓盐酸中滴入322 NaCO时，由于盐酸量大，NaCO、NaOH 与HCl同时发生反应，因此2323 应立即产生大量气泡。