碳酸钠溶液与稀盐酸反应的实验探究.doc

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Na2CO3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Na2CO3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，引起了同学们的好奇心。他们重新配制饱和Na2CO3溶液和稀盐酸，分别完成上述实验，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Na2CO3的浓度或稀盐酸浓度有关。
假设二：Na2CO3与可HCl不能反应，当HCl足量时，产生的气体可能是挥发出来的氯化氢气体引起的。
假设三：Na2CO3的水溶液呈碱性，开始发生的反应可能为：NaOH+HCl=NaCl+H2O因此开始无气泡产生。
三、制定方案
为了验证上述假设，经过学生间再次充分讨论，他们设计了如下研究方案。
方案1：设计实验测Na2CO3水溶液的酸碱性；
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、Na2CO3的混和溶液与稀盐酸反应次序；
方案5：上网收集有关Na2CO3水溶液的资料，从理论上寻找解决问题的方法。
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。
第一组：
①研究项目：测不同浓度Na2CO3溶液的酸碱性。
②操作方法：取不同浓度的Na2CO3溶液向其中滴入酚酞试液，并振荡。
③实验记录
第二组
①研究项目：研究不同浓度的碳酸钠与稀盐酸间的反应情况。
②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。
③实验记录如下表，其操作过程与前面一致。
溶液10%HCL20%HCL溶液30%HCL40%HCL10%碳酸钠溶液相同相同30%碳酸钠溶液相同相同20%碳酸钠溶液相同相同40%碳酸钠溶液相同相同3、第三组：
①研究项目：设计实验，研究Na2CO3与HCl产生气体的成分。
②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AgNO3溶液和Ca(OH)2溶液。
③记录如下表：
AgNO3溶液Ca(OH)2溶液30%HCl白色浑浊白色浑浊10%HCl澄清白色浑浊4、第四组：
①研究项目：设计实验，研究NaOH、Na2CO3与HCl反应顺序。
②操作方法：取4gNaOH晶体和6gNa2CO3粉末，与40g水混合配成混合溶液，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。
③记录如下表所示：
实验编号1234510%稀HCl质量（g）20406080100溶液pH范围9—108—97—877是否产生气泡无无无有有5、第五组：
①研究内容：上网收集有关Na2CO3的知识。
②结果记录：①Na2CO3称为线碱，其水溶液呈Na2CO3碱性。Na2CO3与H2O可发生反应，生成NaOH和NaHCO3，此反应属于水解反应。其过程可表示为：Na2CO3+H2O=NaOH+NaHCO3。

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：①Na2CO3的水溶液呈碱性，含有少量的NaOH；②向Na2CO3与NaOH的混合溶液中滴入稀盐酸，开始发生的反应是：NaOH+HCl=NaCl+H2O，后来发生的反应是：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O。③向浓盐酸中滴入Na2CO3时，由于盐酸量大，Na2CO3、NaOH与HCl同时发生反应，因此应立即产生大量气泡。