江蘇省徐州市第十三中學(xué)(221006) 馬逸群 魏雅寧江蘇省徐州市西苑中學(xué)(221002) 李德前 張 羿

由于二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)沒有伴隨明顯的實驗現(xiàn)象，因此教科書上只是給出有關(guān)的化學(xué)方程式，沒有設(shè)計有關(guān)的化學(xué)實驗?；A(chǔ)教育課程改革以來，化學(xué)教育工作者設(shè)計了很多探究二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗，這些實驗創(chuàng)新方案彰顯了一線化學(xué)老師的智慧。受已有文獻的啟發(fā)，我們對二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的探究實驗，也提出了新的改進方法。

1 改進方案Ⅰ

有不少的改進方案是使用兩個塑料瓶進行“平行對比”，我們則利用一個塑料瓶進行“先后對比”，更簡潔地完成了實驗探究。

1.1 實驗用品

蒸餾水、15%的氫氧化鈉溶液；500 mL塑料瓶、10 mL注射器(或膠頭滴管)、雙孔橡皮塞等。

1.2 實驗裝置

新設(shè)計的實驗裝置如圖1所示。

圖1 探究二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的改進裝置之一

1.3 實驗步驟

(1)取1個500 mL的透明塑料瓶，用向上排空氣法在其中集滿一瓶干燥的二氧化碳氣體，備用。

(2)找2個10 mL的注射器，1個注射器里吸取5 mL的水，另1個注射器里吸取5 mL的氫氧化鈉溶液。

(3)按圖1所示，連好整個實驗裝置(要確保裝置的氣密性良好)。

(4)下推左邊注射器的活塞，將5 mL水一次性全部注入塑料瓶內(nèi)，然后輕輕振蕩塑料瓶，發(fā)現(xiàn)塑料瓶外形基本上沒有變化。再下推右邊注射器的活塞，將5 mL氫氧化鈉溶液一次性全部注入到塑料瓶里，輕輕振蕩塑料瓶，立刻觀察到塑料瓶在“啪”“啪”聲中急劇變癟。

1.4 現(xiàn)象分析

(1)當我們將5 mL水一次性全部注入塑料瓶后，塑料瓶外形沒有明顯變化，說明1個體積水大約能溶解1個體積的二氧化碳氣體。

(2)當我們將5 mL氫氧化鈉溶液一次性全部注入到塑料瓶后，塑料瓶明顯變癟，說明1個體積氫氧化鈉溶液中能溶解大量的二氧化碳氣體。

(3)對比上述實驗現(xiàn)象可知，二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

1.5 注意事項

(1)確保裝置的氣密性良好是本實驗成功的前提。在沒有裝入藥品前，可以這樣檢驗圖1所示裝置是否漏氣：下推其中一個注射器活塞一小段距離，如果另一個注射器的活塞隨之上升，則裝置氣密性良好。

(2)本實驗使用的塑料瓶應(yīng)具有良好的彈性，質(zhì)地較軟；另外，所用注射器也可以用膠頭滴管代替(2個膠頭滴管里分別吸有等體積的水和氫氧化鈉溶液)。

2 改進方案Ⅱ

有不少的改進方案是檢驗反應(yīng)產(chǎn)物(如碳酸鹽)的存在，我們則借助澄清石灰水檢驗反應(yīng)物(二氧化碳氣體)的不存在，從而完成實驗探究。

2.1 實驗用品

8%的氫氧化鈉溶液、飽和石灰水、二氧化碳氣體；125 mL廣口瓶、200 mL注射器、多孔塑料球泡(可在廢棄的塑料小藥瓶表面扎一些孔)、雙孔橡皮塞、導(dǎo)氣管等。

2.2 實驗裝置

新設(shè)計的實驗裝置如圖2所示。

圖2 二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的改進裝置之二

2.3 實驗步驟

(1)用排水法在250 mL集氣瓶里集滿一瓶純凈的二氧化碳氣體，然后用200 mL注射器從集氣瓶里抽取150 mL二氧化碳氣體，備用。

(2)準備2個125 mL的廣口瓶，1個廣口瓶里盛放50 mL的氫氧化鈉溶液，另1個廣口瓶里盛放20 mL的澄清石灰水。

(3)找1個大小合適的球狀塑料小藥瓶，在其表面扎一些孔，然后將其套接在1根直角玻璃管長管的末端。

(4)按圖2所示，連好整個實驗裝置(要確保裝置氣密性良好)。

(5)輕輕推動注射器活塞，將150 mL二氧化碳氣體緩緩地全部推入50 mL氫氧化鈉溶液中，觀察到有氣泡從帶孔球泡中冒出，但這些氣泡在進入溶液后很快消失；同時觀察到石灰水中的長導(dǎo)管口始終沒有氣泡冒出，氫氧化鈉溶液、澄清石灰水也都沒有明顯變化。

2.4 現(xiàn)象分析

(1)將150 mL二氧化碳氣體全部推入50 mL氫氧化鈉溶液之后，后面串聯(lián)的石灰水卻沒有變渾濁，說明150 mL二氧化碳氣體全部“溶解”在盛有氫氧化鈉溶液的廣口瓶中了。

(2)50 mL氫氧化鈉溶液中最多含有50 mL水，而通常情況下1個體積水最多溶解1體積二氧化碳，即50 mL水最多溶解了50 mL二氧化碳氣體，那么另外100 mL二氧化碳氣體一定是被氫氧化鈉吸收了。

(3)綜上可知，二氧化碳氣體能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

2.5 注意事項

(1)確保裝置不漏氣是本實驗成功的前提。在注射器沒有吸入二氧化碳氣體之前，可以這樣檢驗圖2所示裝置是否漏氣：輕輕推動注射器活塞一小段距離，如果石灰水中同時冒出氣泡，則裝置的氣密性良好。

(2)150 mL二氧化碳氣體完全反應(yīng)，大約需要0.54 g氫氧化鈉，因此50 mL氫氧化鈉溶液的濃度不要低于1.1%；考慮到較大濃度的氫氧化鈉溶液有利于吸收二氧化碳氣體，因此本實驗所用氫氧化鈉溶液的濃度以8%左右為宜。

(3)為了確保二氧化碳氣體能與氫氧化鈉溶液充分接觸并完全反應(yīng)，要盡量使用小規(guī)格的廣口瓶(這樣進氣管就能更深地插入溶液之中)，并且氫氧化鈉溶液中的進氣管口最好連接一個多孔球泡。