化学创新实验：碱溶液与非金属氧化物的反应及验证

------------------------------------------------------------------------------------------------ 化学创新实验:碱溶液与非金属氧化物的反应及验证 化学创新实验: 碱溶液与非金属氧化物的反应及验证 一、实验名称:碱溶液与非金属氧化物的反应及验证 二、实验目的 碱溶液与非金属氧化物的反应是初中化学的重难点。澄清的石灰水与二氧化碳的反应实验教容易操作。氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应，也是初中化学中碱的一条重要化学性质，是氢氧化钠必须密封保存的原因之一，但人教版义务教育实验教科化学()课本中，没有涉及氢氧化钠与二氧化碳的反应实验，只是提到让学生回忆氢氧化钙溶液与二氧化碳的反应，产生联想，然后直接介绍了氢氧化钠与二氧化碳的反应原理。因为后面还联系到二氧化硫、三氧化硫与氢氧化钠的反应，这是工厂用氢氧化钠溶液来吸收二氧化 硫、三氧化硫，处理排出废气的一种方法，而反应原理学生又难于理解、掌握，因此，这一部分内容对于学生来说比较抽象，难于理解、记忆，是课本中的难点，而课本中又缺乏突破难点的方法。许多教师都是采取让学生死记硬背的方法，缺乏有力的证据，没有说服力。这类反应比较抽象，学生记住后很容易忘记。我在实际教学中，采取让学生亲自动手做实验，通过学生亲身经历和体验来帮助学生理解和记忆。为此，我曾做瓶吞鸡蛋(图1)和水倒流入锥形瓶(图2)的实验，如图所示: 二氧化碳气体 氢氧化钠溶液 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ (图1) 氢氧化钠溶液 氢氧化钠溶液 二氧化碳气体 水 二氧化碳气体 水 (图2) 但有些学生思维敏捷，他们猜想瓶吞鸡蛋和水倒流入锥形瓶，是二氧化碳溶解在氢氧化钠溶液中了或者是二氧化碳与溶液中的水发生了化学反应生成碳酸，导致瓶内外形成压强差造成的。因此教师还需补充验证碳酸钠生成的实验，才能说明是二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。为解决这个问题，我了一套氢氧化钠与二氧化碳的反应及验证的实验装置，合二为一。它不仅适合于教师演示，而且也适合于学生分组实验。整个装置简单，易于操作，实验趣味性强，实验效果良好，实验过程简短，既可说明二氧化碳与氢氧化钠的反应，又验证了二氧化碳与氢氧化钠的反应。 三、实验仪器及试剂 平底烧瓶，双孔橡皮塞，导气管，气球，胶头滴管，二氧化碳气体，浓氢氧化钠溶液，稀盐酸 四、实验仪器装置图及仪器的组装说明 用平底烧瓶(或锥形瓶)事先收集一瓶二氧化碳气体，平底烧瓶(或锥形瓶)口塞一双孔橡皮塞，其中一孔装一导管，导管下端扎一个没有充气的气球，双孔塞另一孔装一个胶头滴管，吸入稀盐酸。 稀盐酸 稀盐酸 稀盐酸 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 五(实验操作部分 在充满二氧化碳的平底烧瓶中，加入少量浓的氢氧化钠溶液，立即用准备好的双孔塞(双孔塞导气管下端扎一个没有充气的气球，胶头滴管吸入稀盐酸)，塞紧后振荡烧瓶，观察气球的变化(气球变大)，然后把胶头滴管内的盐酸滴入烧瓶内的液体中，观察液体的变化和气球的变化(液体中有气泡产生，气球又变小)。 六(设计意图: 向烧瓶中加入浓氢氧化钠溶液，气球逐渐膨胀，有两种可能:一是二氧化碳与氢氧化钠发生反应。二是二氧化碳只是溶解在了氢氧化钠溶液中，或与氢氧化钠中的水发生了反 1 应，生成了碳酸。向烧瓶内液体中滴加稀盐酸，液体中有大量气泡产生，气球逐渐变瘪，这就说明液体中含有碳酸盐，也就证明了二氧化碳与氢氧化钠溶液反应有碳酸盐(碳酸钠)生成。 七(设置装置的意义 首先，这套装置能在短时间内完成NaOH与非金属氧化物CO2的反应给老师上课赢得了时间。 第二，实验仪器简单，操作简便，实验趣味性强，到九年级第二学期，学生已有一定基础，便于接受，有利于学生开展课内外实验活动。 第三，探究性强，在人教版、义教实验教材第六单元，大家已讨论过了二氧化碳能溶于水，并且能与水发生化学反应生成碳酸。塑料瓶变瘪的实验与这个试验有类似之处，都形成了瓶内外的压强差。—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 根据前面的知识，大家很容易怀疑是CO2溶解在水中，或与H2O发生了反应。教师还须引导学生验证Na2CO3的存在。胶头滴管中稀盐酸的滴入，很直白地告诉了大家，这一结果的真实性。这套装置集实验与验证于同一个容器中，干净、利落。 第四(该实验对学生的思维有一定的启示作用。相比较课本中罗列知识、给出结果来说，更利于培养学生用科学实验来探究未知的学习态度和辩证的思想意识。培养学生的创新精神和创新意识。 2 ——————————————————————————————————————