二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应吗

二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应吗

松江六中谢秋宝

一、课题的提出

固体的氢氧化钠放在空气中需密封保存是因为它能吸收空气的水分而潮解，除了这还有没有其他的原因要求氢氧化钠密封保存呢？比如它会不会和空气中的氧气或二氧化碳发生反应而变质。

研究物质有许多方法，比如实验法、调查研究法、文献研究法等。在化学学习中一般较多利用的是实验研究法。接下去我们就来研究一下氢氧化钠会不会和空气中的物质发生反应。

二、课题的设计

我们让学生自由组合成立学习小组，以学习小组为单位进行活动，体现团队协作精神。分组后学生利用课外时间设计方案，初步选择检验二氧化碳通入氢氧化钠溶液后的产物、把收满二氧化碳气体的试管倒立在氢氧化钠溶液中、气球变化、矿泉水瓶的变化、喷泉实验等几个实验进行研究。然后分头到实验室准备实验器材如下：大理石、稀盐酸、氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、紫色石蕊试液、无色酚酞试液、试管、滴管、矿泉水瓶、各类导管、烧杯、铁架台、气球、鸡蛋、红墨水等。

三、探索活动

二氧化碳和氢氧化钙溶液反应我们学生已经掌握了，反应生成碳酸钙和水，氢氧化钠和氢氧化钙一样也是一种碱，如果和二氧化碳反应也应该会生成一种碳酸盐，并且由于反应会使二氧化碳的体积缩小。根据以上原理，下面是学生用来证明二氧化碳和氢氧化钠溶液反应的几个方案。

【方案一】由于二氧化碳如果能和氢氧化钠溶液反应则会生成碳酸钠，所以学生设计的方案是将二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液中，然后在溶液里滴加盐酸，如果有气泡产生，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。但有一个问题，二氧化碳也能与水反应生成碳酸，同样含有碳酸根离子，那怎么知道到底是碳酸钠中的碳酸根离子与酸反应放出的二氧化碳，还是碳酸中的碳酸根离子与酸反应放出的二氧化碳呢？怎么消除碳酸的影响呢？问题提出后，学生经过思考，他们先将反应后的溶液加热，使碳酸分解，再滴加盐酸。经过改进，这个方案变得更加完整。

【方案二】由于氢氧化钠溶液显碱性，通入二氧化碳气体假如反应，生成的是盐，应该显中性。学生设计的方案是在氢氧化钠溶液中滴几滴酚酞试液，这时酚酞试液显红色，再通入二氧化碳，如果二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应，酚酞试液会褪色。但

这组学生不知道，碳酸钠溶液也显碱性，同样会使酚酞试液显红色，所以这个方案失败了。然后老师告诉学生用测定反应前后的pH值可以判断出氢氧化钠溶液和二氧化碳是否发生了反应，因为氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的pH值是不一样的。经过老师的指点该方案也获得了成功。

【方案三】如果二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应，是气体被吸收进溶液的反应，气体减少，会使压强减小。所以学生设计的方案是在集气瓶中收集满二氧化碳气体，迅速地倒入氢氧化钠溶液，用一个带有U型管（内放液体）的橡皮塞塞紧，如果U型管中的液面发生变化，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。

【方案四】在一个烧杯里放入氢氧化钠溶液，收集一试管二氧化碳，把这试管倒扣在烧杯里，如果二氧化碳气体能与氢氧化钠溶液反应，试管里的气体减少，液体会上升到试管里。这个方案和上面方案三的原理一样，和曾经做过的实验测定空气中氧气的百分含量原理是相同的。

【方案五】用矿泉水瓶来检验，用一空矿泉水瓶收集满二氧化碳气体，向瓶中迅速倒入氢氧化钠溶液，盖上瓶盖，发现矿泉水瓶会瘪下去。这一现象说明瓶内气体的体积减少了，也就证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。

【方案六】在一个干燥的烧瓶里收集满二氧化碳气体，向瓶内迅速倒入氢氧化钠溶液，用一个带有导管的橡皮塞塞紧，导管的中间夹一个止水夹，把烧瓶倒放，等把导管的另一端伸入水中，打开止水夹，会有水上升到烧瓶里，形成美丽的喷泉景象，也就证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。

以上学生的探索活动都成功地证明了二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，设计的方案主要是从检验产物或是从反应物气体的减小引起压强的变化这两个方面考虑的。在这里要说明的是，用从反应物气体的减小引起压强的变化来考虑时，容器必须干燥，二氧化碳气体必须收满，氢氧化钠溶液需用浓溶液，这样才能够把容器里的二氧化碳尽量反应掉，这样现象才会较明显。

四、活动效果

氢氧化钙溶液和二氧化碳反应有沉淀产生，而氢氧化钠溶液和二氧化碳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的认识，较难掌握。这节课引导学生从检验生成物和生成物状态变化引起压强变化两方面思考，设计实验进行探究，验证二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应。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，涉及的知识面广。课堂上学生积极性高，思维活跃，设计出了许多精彩的方案。通过这一探究活动，既培养了学生知识应用能力，发现了学生的创新能力，又使学生明确了科学探究的方法和一般过程，培养了学生勇于探究的科学态度。

[点评]

本节课体现了如下的特点，第一，以学生发展为本，以激发学生主动探索、积极创新和努力实践为目标。通过亲身实践获取直接经验，养成科学精神和科学态度，掌握科学的基本方法，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力，学生的个性和特长得到了开发与持续发展。第二，以获取知识、应用知识，掌握科学研究的一般流程为基本内容，探究的内容来源于实际生活，不限于教科书知识和被动地接受间接经验，还可以通过实践活动获取未经加工处理的第一手资料—直接经验，并应用于解决实际问题。第三，以自主性、探索性学习为基础。学生自己发现、提出、探索、解决问题，通过讨论研究、方案设计、动手制作等多种形式，探索与生活密切相关的现象及问题。第四，时空开放的组织形式。学生在教师的指导下，主要以小组合作的方式进行，学生成为研究课题的提出者、设计者、实施者，对学习目标的实现负主要责任，教师则是学生学习的促进者、组织者、指导者和参与者，为学生提供服务，创设有利的情境和途径。

陆冬翔