1 问题的提出:
人民教育出版社出版的高中化学教材第一册[实验2-7]在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口,将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中,观察反应现象,装置如下图所示:
在实验过程中存在下列问题:
第一,取相同质量0.3g与过量的稀盐酸反应,碳酸氢钠产生的CO2比碳酸钠多,这个实验剧烈程度的现象是在相同时间内气球膨胀得更快,试管中气泡中产生更多,而不是气球最终的大小,从而造成了学生的误解是气球大的反应就越剧烈。
第二,固体和稀盐酸反应速率过快,现象不易观察。
第三,若两个气球的韧性不一样,现象可能出现反常。
第四,气球若用多次,气球内壁潮湿,固体药品有一部分沾在气球内壁,现象也不够明显。
2 实验改进:
2.1 仪器和药品;
250mL(锥形瓶2个),单孔橡皮塞2个,小试管2支,25mL的碱式滴定管两支10mL注射器2支,10mL移液管2支
稀盐酸(3mol/L),碳酸氢钠(0.4mol/L),碳酸钠(0.4mol/L)
2.2 改进后的实验装置:
3 实验操作与现象:
3.1准确移取Na2CO3和NaHCO3的质量分别为4.24g和3.36g把它们分别配成100mL的溶液(0.4mol/L)。
3.2 在每个锥形瓶中量取200mL水,在一个锥形瓶中加5滴的红墨水,使之染成红色,在另外一个锥形瓶中滴加5滴的蓝墨水,使之染成蓝色,然后分别滴几滴的稀盐酸,按实验装置图组装好仪器,并检查装置的气密性。
3.3取下活塞,用移液管量取Na2CO3和NaHCO3溶液各4mL注入锥形瓶中的小试管,然后盖上活塞,取下注射器的针筒,分别量取3mL的稀盐酸。
3.4调整锥形瓶中两支碱式滴定管中液面相平后,再把注射器的针筒插上去,然后同时按下注射器(速率不宜过快)。
3.5 主要的实验现象:装NaHCO3锥形瓶中的碱式滴定管中的水柱上升的速率快,装Na2CO3锥形瓶中的碱式滴定管中的水柱上升的速率慢,但经过8~10分钟后,两液面几乎保持相平。
4实验注意事项:
4.1装置中的气密性必须良好,这是实验成功的关键。
4.2用针筒注入稀盐酸时应缓慢,同步。
4.3各溶液最适宜的浓度分别为:稀盐酸3mol/L,碳酸钠0.4mol/L,碳酸氢钠0.4mol/L。
4.4碳酸氢钠溶液应现配现用。
5改进后的优点:
(1)药品取用比较方便、准确度高;
(2)实验操作简单,现象明显;
(3)能更科学体现出该反应快慢的原因。