CO2與NaOH溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的趣味化設(shè)計(jì)

褚衍偉

摘要：改進(jìn)了CO₂與NaOH溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。當(dāng)CO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，可使瓶中壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致水的沸點(diǎn)降低，從而使接近沸騰溫度的熱水沸騰起來，現(xiàn)象生動(dòng)有趣，有力地說明了CO₂與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

關(guān)鍵詞：CO₂ ；NaOH；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

文章編號(hào)：1005–6629（2014）2–0040–01 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

CO₂ 與NaOH溶液的反應(yīng)在初中化學(xué)中十分重要。它們之間雖然發(fā)生反應(yīng)，但觀察不到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為此對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)的目的：凸顯CO₂ 與NaOH的反應(yīng)現(xiàn)象；改進(jìn)運(yùn)用的原理：沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系，即氣體壓強(qiáng)小、沸點(diǎn)低，氣壓大、沸點(diǎn)高[1]。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象：當(dāng)加入的NaOH溶液與CO₂ 氣體反應(yīng)時(shí)，CO₂ 氣體減小得越多則瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小得越厲害，從而會(huì)大大降低水的沸點(diǎn)，因此能使接近沸騰的熱水沸騰起來。

1 實(shí)驗(yàn)儀器及用品

錐形瓶（2個(gè)）、燒杯、玻璃導(dǎo)氣管、橡膠管、橡膠塞、注射器（2個(gè)）、熱水、CO₂ 氣體、蒸餾水、濃NaOH溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約40%）等。

2 實(shí)驗(yàn)裝置圖

改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

3 實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象

如圖1，將裝置按圖連接好，并檢查裝置的氣密性。取A瓶盛滿CO₂ 氣體，取B瓶倒入96℃以上但未沸騰的熱水，同時(shí)燒杯中也加入同樣的熱水（起到水浴保溫的作用），然后將兩個(gè)錐形瓶用帶橡膠塞的導(dǎo)氣管連接起來。接下來取兩個(gè)注射器，分別抽取20 mL的水和20 mL的濃NaOH溶液。

（1）先將20 mL的水注入到A錐形瓶中，振蕩后觀察，B錐形瓶中的熱水并沒有沸騰；該現(xiàn)象說明了水與CO₂ 氣體反應(yīng)，CO₂ 氣體消耗得少，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小的幅度不大，沸點(diǎn)降低較小，不足以使熱水沸騰。

（2）取下盛水的注射器，再將另一支盛有20 mL濃NaOH溶液注射器迅速連接到A錐形瓶上，緊接著注入該溶液并振蕩，可以觀察到B錐形瓶中的水劇烈沸騰起來。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，有力地說明了CO₂ 與NaOH發(fā)生反應(yīng)使瓶中氣體明顯減少，導(dǎo)致瓶中的壓強(qiáng)也大幅度地減小，水的沸點(diǎn)明顯降低，從而使熱水沸騰起來，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，效果良好。

4 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)及其意義

（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分明顯且有趣味性。使原本沒有明顯現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，變得更直觀，更有說服力。

（2）學(xué)以致用。充分利用所學(xué)的物理知識(shí)解決化學(xué)中的問題，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思考問題、解決問題的能力。

（3）取材生活。實(shí)驗(yàn)中利用了注射器等替代品，這些用品在生活中都容易找到，且安全無污染，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)由課內(nèi)延伸到課外，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理（八年級(jí)下冊(cè)）[M].北京：人民教育出版社，2012：41～42.