探究氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应

探究氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应

教学目标:

⑴通过实验设计及实验分析，巩固碱的化学性质，培养学生的创新能力。 ⑵学习科学的探究方法，初步形成学科综合思想和科学的探究能力。

⑶通过学生亲身参与科学探究活动，激发学习化学的兴趣，培养学生尊重事实的科学态度。 重点和难点

重点：设计实验，用实验现象证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。 难点：科学探究思想与方法的初步形成。

实验准备:大理石 稀盐酸 Ca(OH)2溶液 NaOH溶液 紫色石蕊试液 酚酞试液 试管 滴管 矿泉水瓶 集气瓶 锥形瓶 各类导管 烧杯 单孔橡皮管 U型管 铁架台 气球 鸡蛋 红墨水 教学设计

复习： 碱的通性；写出常见的碱Ca(OH)2 、NaOH与CO2反应的化学方程式。 板书：（一位同学回答碱的通性；一位同学上台书写化学方程式） 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O 演示：将CO2分别通入Ca(OH)2、NaOH溶液中。 思考：利用反应现象的不同，可以解决哪类问题？ 学生回答：鉴别Ca(OH)2与NaOH。

引言：CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成，而与NaOH反应无现象，那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应？对于这种无现象的反应能不能设计出一些实验，使反应产生一些现象，从而直观地证明两者发生了反应？本节课探究的课题就是：如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应。 板书：如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应？

提示：我们做过很多的实验，看过很多的实验现象，如：颜色变化，气泡冒出，水位上升等，学习过很多物质的性质。根据反应物、生成物的不同性质，反应物、生成物的状态变化来设计实验方案。 学生讨论：学生根据教师提示，以小组为单位，讨论设计实验方案，画出实验装置图。 教师活动：进行巡视，参与讨论，选择有代表性的设计方案向全班展示。 板书：部分同学将设计的实验装置图画在黑板上。

展示讨论：学生讲解自己的设计方案，其他同学提出问题，分析讨论。 教学设计

方案一:由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3，我设计的方案是：将CO2与NaOH反应，在反应后的溶液里滴加HCl，如果有气泡产生，证明CO2与NaOH发生了反应。

2-问题：CO2也能与H2O反应生成H2CO3，同样含有CO3，你怎么知道到底是

2-2-Na2CO3中的CO3与酸反应放出的CO2，还是H2CO3中的CO3与酸反应放出的CO2？怎么消除H2CO3的影响？

改进：先将反应后的溶液加热，使H2CO3分解，再滴加HCl。 原理：探究生成物

实验药品：大理石、稀盐酸、氢氧化钠溶液

实验用品：二氧化碳发生装置、试管、导管、胶头滴管、酒精灯、火柴、试管夹

实验说明：本实验运用的原理是：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O；Na2CO3 +2HCl===2NaCl2+H2O +CO2↑，为

了证实溶液中的CO3不是来自于二氧化碳和水反应生成的碳酸，可将反应后的溶液加热后再滴加盐酸。

实验步骤：1、向装有5ml较浓氢氧化钠溶液的试管中通入一定量的二氧化碳

2、将上述溶液加热至气体不再生成 3、等试管冷却后，向试管中滴加稀盐酸

实验现象：有气泡生成

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实验结论：二氧化碳和氢氧化钠溶液确实发生了化学反应。

改进优点：改进后的实验，向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后加热至气体不在

生成，排除了二氧化碳和水反应生成碳酸的干扰，使实验更加完整。

方案二：由于NaOH是碱性的，生成的是盐，应该是中性的，设计的方案是在NaOH中滴几滴酚酞，这时酚酞显红色，再通入CO2，如果CO2能与NaOH反应，酚酞会褪色。

问题：这位同学采用指示剂的方法，这个方案可行吗？ (不行，因为Na2CO3显碱性，同样会使酚酞显红色。)

方案三：CO2与NaOH的反应，是气体被吸收进溶液的反应，气体减少了，会使气压减小，设计的方案是：在集气瓶中收集满CO2，迅速地倒入NaOH，用一个带有U型管的橡皮塞塞紧，如果U型管中的液面发生变化，证明CO2与NaOH发生了反应。

问题：可能是CO2与水反应，气体被吸收进水的反应，气体减少了，也会使气压减小，你怎么解决这个问题？

总结：从反应物和生成物的状态变化入手，注意到反应引起气压的变化。 方案四：用气球来做实验。在一个瓶子里收集一瓶CO2，迅速倒入NaOH，然后用一个带有导管的塞子塞紧，导管的一端套上一个气球，我预计能看到气球鼓起。

方案五：在一个烧杯里放入NaOH溶液，用一个集气瓶收集满一试管CO2，倒扣在烧杯里，如果CO2能与NaOH反应，集气瓶里的气体减少，水会上升到试管里。

思考：能不能将实验装置简化，应用生活中的常见用品来完成实验？

方案六：用矿泉水瓶！在矿泉水瓶中收集满CO2，迅速倒入NaOH，盖上瓶盖，矿泉水瓶会变瘪。

原理：利用气体压强差

实验药品：大理石、稀盐酸（制二氧化碳）、浓氢氧化钠溶液、蒸馏水 实验用品：实验室制取二氧化碳的装置、相同的软饮料瓶两个、配套的软木塞两

个、火柴

实验说明：实验中所用的两个软饮料瓶的大小相等，两个瓶中的二氧化碳均要收

集满，氢氧化钠溶液的浓度要在%以上，所加蒸馏水的质量与氢氧化钠溶液质量相等，确保两个实验具有可比性。

实验成功的关键：装置的气密性良好

实验步骤：1、检验装置的气密性：把塞好软木塞的饮料瓶放在冷水中（低于室内温度5℃左右），

若饮料瓶变扁，则证明装置不漏气。

2、向两个相同的收集满二氧化碳的软饮料瓶内，分别迅速倒入浓氢氧化钠溶液和蒸馏水，用软木塞塞紧，手持瓶颈处振荡。

实验现象：倒入一定量浓氢氧化钠溶液的瓶子明显变瘪，而倒入等质量的蒸馏水的瓶子变扁的不明

显。

实验结论：二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生了化学反应。

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改进优点：实验操作简单易行，实验现象明显。通过比较、对照，使由现象得出的结论更具有说服

力，更能充分说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。

方案七：在一个干燥的烧瓶里收集满CO2，迅速地倒入NaOH，用一个带有导管的橡皮塞塞紧，导管的中间用止水夹夹住，导管的下端伸入水中，打开止水夹，会有水上升到烧瓶里，形成喷泉。这个实验能否证明CO2与NaOH发生了反应？

思考：以上成功的方案证明了CO2能与NaOH反应，那么他们主要是从哪些方面来考虑设计的？

总结：从两个方面：一个是从检验产物，一个是从反应物状态的变化引起气压的变化考虑的。

点评:二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应由于实验现象不明显，使学生在学习这一反应时没有感性认识，掌握较难。本节课把学生在课堂学习中遇到的问题作为课题，引导学生从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考，设计实验进

行探究，验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应。该课以点带面，用一个探究问题带动了许多知识的综合巩固应用，涉及的知识面较广，包括酸的性质、二氧化碳的性质、质量守恒定律及相关的物理知识等，进行了学科综合训练。课堂上学生积极性高，思维活跃，设计出了许多精彩的实验方案。通过这一探究活动，既培养了学生知识应用能力，发展了学生的创新能力，又使学生明确了探究的一般过程和方法，培养了学生尊重事实的科学态度。

参考实验：

1、 如图：在一个烧杯里放入NaOH溶液，用一个集气瓶收集满一试管CO2，倒扣在烧杯里，水进入

试管内，证明二氧化碳和氢氧化钠溶液反应了。

2、如图：在集气瓶中收集满CO2，迅速地倒入NaOH，用一个带有U型管的橡皮塞塞紧，如果U型管中的液面发生变化，证明CO2与NaOH发生了反应。

3、如图：将氢氧化钠溶液滴入装满二氧化碳气体的烧瓶中，若水沿导管倒流入烧瓶中，证明二氧化碳和氢氧化钠溶液反应了。

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