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碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的改进

梁传玉20062401118赵俊琳20062401130
李珊珊20062401136李海宁：20062401133

1.改进问题的提出
在区分碳酸钠（Na2CO3）和碳酸氢钠（NaHCO3）的实验中，一般设计为以下实验：往两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有0.3gNa2CO3和NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒进试管中，比较它们放出CO2的快慢、多少和剧烈程度。由此实验得出的结论是：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，且NaHCO3与稀盐酸的反应比Na2CO3的剧烈得多。
得出这样的结论，是因为NaHCO3与稀盐酸反应放出的气体把气球充得比Na2CO3的更大，以此来区分碳酸氢钠和碳酸钠，但改实验操作起来会有很多问题：
（1）稀盐酸浓度不明确，在实验的过程中不好把握。稀盐酸浓度小于6mol/L，就算是2mol/L的稀盐酸同时加入NaHCO3和Na2CO3固体中，反应现象都是同样的剧烈，基本分辨不出NaHCO3和Na2CO3。只有浓度小于1mol/L的稀盐酸与碳酸钠和碳酸氢钠反应才能从反应的剧烈程度区分开来。
（2）反应的剧烈程度及产生气体的量，都用人眼判断，容易产生误差。0.3gNaHCO3比0.3gNa2CO3与足量的稀盐酸产生的气体量多1/4，所以即使Na2CO3和NaHCO3与盐酸的反应速度一样，也是观察到NaHCO3与盐酸的反应剧烈一些，这是定性实验的缺点。
（3）将气球简单套在试管口，气密性差，气球胀大的同时容易脱落。而且在加入碳酸钠和碳酸氢钠时，部分粉末粘附在气球里和试管壁上而导致实验的失败。
（4）实验中,采用的气球较软,一个人同时操作较困难,固体粉末难以完全倒入试管中，且气球膨胀后体积不同而产生的压力也不一样,对反应速率有影响,效果不是很好。
（5）称取等质量碳酸钠和碳酸氢钠但是两个的物质的量不同。物质的量大，得到的溶液浓度也大，速率也大。因此,研究的浓度不能相等，实验就没有可比性。
二、实验方案设想
实验过程中所选用的盐酸浓度足够小，小到可以在反应的时候将两个的速率区分。所以实验中用的盐酸浓度为0.5mol/L。将等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠加入到所配出的溶液，这样产生的气体的物质的量也是相等的。
同时，针对以上的问题所在，提出下面相应的改进：
a、配出浓度为0.5mol/L的盐酸。
b、量取等物质的量的Na2CO3和NaHCO3。
c、用滤纸包住药品，避免由于药品量少而部分又粘附在气球或试管内壁上而失去可比性。把滤纸包放到气球里。
d、以具支试管来代替试管，支管紧紧套上乳胶管，并用止水夹夹紧乳胶管的出口。
d、将气球(气球口径应比具支试管管口小)套在试管口上并用橡胶圈扎紧。
e、通过产生等体积气体的时间与气球的大小两个方面来评价反应速率。
三、设计方案
1、原理与步骤
HCl+Na2CO3CO2+H2O+NaCl
HCl+NaHCO3CO2+H2O+NaCl

2、仪器和试剂
（1）仪器：具支试管（2支）、滤纸、气球、止水夹、乳胶管、橡胶圈
（2）试剂：盐酸（0.5mol/L）、Na2CO3、NaHCO3

3、步骤和过程
（1）分别往2支具支试管内装入15mL0.5mol/L的盐酸。
（2）量取相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3。如可取量Na2CO3g(0.03mol)及NaHCO3g(0.03mol)。
（3）用滤纸分别包住碳酸钠和碳酸氢钠，并把滤纸包放进气球里，将气球(气球口径应比具支试管管口小)套在试管口上并用橡胶圈扎紧。
（4）具支试管的支管紧紧套上乳胶管，并用止水夹夹紧乳胶管的出口。
（5）取半截试管用澄清石灰水润湿内壁待用。
（6）将气球内的滤纸包倒进具支试管里，比较反应的剧烈程度和气球胀大的速度。
（7）反应停止后，比较气球的大小。
（8）将半截试管套住乳胶管，乳胶管口离半截试管底端1cm左右，用棉花塞住试管口，慢慢松开止水夹，注意控制出气速度。

图1实验装置图
四、参考文献
[1]吴丹,马宏.对碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的商榷[J].化学教育,2007(11):54
[2]潘阳.碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的改进[J].教学月刊(中学版),2003(8A):52
[3]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书——化学第一册(M).北京:人民教育出版社,2003