碳酸钠与碳酸氢钠性质对比的实验改进设计

发表时间:2021/3/18   来源:《中小学教育》2020年12月34期   作者:韦桂贤
[导读] 碳酸钠与碳酸氢钠是在高中两种常见的化学药剂
       韦桂贤
        广西上林县城关中学,广西 南宁 530500
        碳酸钠与碳酸氢钠是在高中两种常见的化学药剂。碳酸钠俗称苏打或者纯碱;而碳酸氢钠俗称小苏打。两种时常见的两种化学药品。在整个高中阶段有着十分重要的作用。本次实验探究两者的性质,通过实验对比得出两者之间的差异,帮助学生去记忆和做出正确的判断。本次实验改进基于书上实验的弊端,力求得出更加精确的数据,帮助学生去理解到实验的核心内涵。
        问题的提出:本问题基于高中化学,力求探究碳酸钠、碳酸氢钠性质,在探究两者与稀盐酸反应释放出的二氧化碳的多少以及剧烈程度,两者的热稳定性上等多方面探究。探究两者的性质是当前普通高中化学研究是一项非常重要的内容。
        一、对稀盐酸中碳酸钠和碳酸氢钠实验反应的改进进行了研究
        实验设想:对于两者的反应通过对比气球的膨胀程度展示出两者反应产生的气体的多少,可以利用澄清石灰水验证产生的二氧化碳,以此确认物品与稀盐酸的反应产物,帮助学生去确定化学方程式,对比两者与稀盐酸反应的快慢。
        避免的问题:防止因为药品量少而局部粘在气球或是管内壁上导致失败;避免气泡溢出不明显;选取质量良好的装置,避免装置气密性不高,导致实验误差。
        改进方法:
        (一)准备工作
        1、实验之前,准备两个试管,加入相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠粉末。
        2、在具支试管上口塞上打好孔的橡胶塞,将已滴加等量盐酸的分液漏斗插入孔中
        3、在具支试管的支管口处用橡胶管连一个u型管,在u型管中放入适量的红墨水
        (二)操作过程
两个同学同时打开分液漏斗让盐酸流下。观察U型管中红墨水的变化。
        (三)现象及其结论
观察到红墨水水柱有变化,装有碳酸氢钠的U型管水柱往上升比较快,而装有碳酸钠的红墨水水柱上升较慢。

        对比:装置简单,用药量少,避免药品浪费;气密性明显提高,气泡溢出快慢显著,能够反复观察;此次试验,提高了学生的学习兴趣,打破了传统的学习方式,提高了学生参与的积极性。
二、碳酸钠和碳酸钠热稳定性比
实验设想:通过两者的分解,观察出变浑浊程度,直接得出所需要的结论,有助于学生直观记忆结果。
        (一)准备工作
        1、实验步骤
        在一支带有支管的大试管内装碳酸钠,再套入另一支小试管,内装碳酸氢钠。由2个不同的导管分别接入到两只内装澄清石灰水的烧杯中。
        2、实验装置
        
        (二)操作过程
        加热,观察两烧杯的澄清石灰水有没有变化
         (三)现象及其结论
        观察到碳酸钠试管中的澄清石灰水不是浑浊的,而是碳酸钠试管中的澄清,即石灰水是浑浊的。
        对比:实验将碳酸氢钠和碳酸钠放在同一试管内,且将碳酸氢钠放在小试管内,更能说明碳酸氢钠受热易分解,因为小试管的温度更加高,两者的位置对比强烈,比说的道理更加强烈,学生记忆深刻。实验所需的教学时间和教学过程较短,避免了课本上两次操作的弊端,具有一定的创新性,强烈说明了所需的结论,加强学生的记忆。这体现了对比的思想,是高中化学的一项重点考察内容。
        三、碳酸钠与碳酸氢钠溶解性实验改进
        问题的提出:化学教材中,采用了分别向盛有碳酸钠和碳酸氢钠的试管中加入水的方法,观察结果,但是在试管中均有浑浊的现象产生,在这之中并没有看到碳酸钠结晶,这两个试管的不存在很明显的变化,容易误导学生。
        (1)改进方案:
        1、选择两支试管,分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠(大约质量一克左右即可)
        2、分别向两支试管加入水,取1ml,之后用胶头滴管逐次上升滴加,边加边震荡
        3、边震荡边加,发现加到一定量时,装有碳酸钠的试管中明显有块状结晶,而且碳酸钠试管的底部有轻微发热的温度
        4、继续加水,发现碳酸钠块状结晶逐渐溶解,最后碳酸钠块状晶体全部消失。
        5、在装有碳酸氢钠中一部分碳酸氢钠溶解,上层溶液浑浊,继续向试管内加水,发现碳酸氢钠试管底部还有碳酸氢钠颗粒沉积。
        6、最终两个试管的差异性非常明显,两者的溶解度碳酸钠大于碳酸氢钠
        7、而后,两个试管中分别滴入两滴酚酞溶液,仔细观察颜色变化
        8、观察到加有碳酸钠溶液变红,而另一只加有碳酸氢钠的溶液变淡红,但碳酸钠的水溶液和碳酸氢钠的水溶液都是碱性,表明碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠。
        四、结论
        在比较碳酸氢钠和碳酸氢钠的性能时,碳酸氢钠和碳酸氢钠有各自的重点。碳酸钠的碱性强,而且稳定性方面比较强;碳酸氢钠在与酸反应时剧烈程度相比较大。实验改进对于帮助学生加强实验结论记忆,提高对于实验结果的看法具有重要的作用。两者的性质时高中阶段最为重要的一项内容,高中生一定要加强关于碳酸钠与碳酸氢钠的性质认知,避免混淆。
       
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