再談碳酸鈉和鹽酸反應的實驗改進

翟桂敏

摘?要：碳酸鈉和鹽酸的實驗改進是逐步遞進的，做好實驗改進首先需要明確實驗的教學功能定位，才有具有方向性的做好改革工作，使學生對碳酸鈉和鹽酸的實驗反應有更加深入的了解.實驗改進中，需要控制好碳酸鈉和鹽酸的濃度問題，避免出現局部酸過量的問題.

關鍵詞：碳酸鈉;鹽酸;實驗改進;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2020）22-0094-02

碳酸鈉和鹽酸的反應是化學教學中的重點，實驗改進也是教師一直關注的熱點問題，進行實驗改進，有助于實驗反應的進一步優化，便于學生理解和掌握.大多數的改進實驗中只是比較了碳酸氫鈉和碳酸鈉與鹽酸的反應速率，針對碳酸鈉和鹽酸的反應現象描述并不清晰，針對存在的這些問題，明確闡述教學的具體流程做好實驗改進.

一、實驗教學功能的定位

進行實驗改進首先需要明確實驗的教學功能定位，使得實驗的改進具有一定的方向性，不至于存在模糊不清的情況.在中學的化學教材中，碳酸鈉和鹽酸的實驗是逐步遞進，在初中教材中，學生了解到了碳酸鈉和鹽酸能夠發生復分解反應，了解了反應需要的條件和反應現象，在高中教材中學習了金屬及其化合物，并了解了金屬化合物的性質，教材中也包含了碳酸鈉和鹽酸的反應實驗，證明了碳酸鈉具有弱酸正鹽的通性.碳酸鈉和鹽酸實驗改進的教學功能主要是幫助學生更好地認識到化學知識的動態性和復雜性，了解到該實驗是逐步遞進進行實驗的.

HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3

HCl+NaHCO3NaCl+CO2↑+H2O

根據以上化學方程式呈現的實驗反應，使學生了解到正鹽和強酸發生反應的過程是分為兩步的，在鹽酸足量的情況下，會與碳酸鈉發生反應，生成氯化鈉和碳酸氫鈉，這時的實驗現象是沒有氣泡的;碳酸氫鈉會與剩余的鹽酸繼續發生反應，生成氯化鈉、二氧化碳和水.通過對該實驗的學習，學生能夠掌握到具體的實驗發生的過程，為以后的離子反應的學習奠定基礎.同時引導學生在化學學習中了解逐步深入，從宏觀到微觀，認識到實驗是研究物質性質的手段.

二、實驗改進的關鍵問題

教材中的實驗是將鹽酸慢慢滴入到盛有碳酸鈉的廣口瓶中，立即產生了氣泡，而進行實驗改進的結果是將鹽酸加入到碳酸鈉中剛開始無氣泡，后面氣泡越來越多;將碳酸鈉加入到鹽酸中會立即產生氣泡，因此實驗改進需要控制好的關鍵因素為碳酸鈉和鹽酸的濃度，只有控制好兩者的濃度問題，才能確保實驗的正常進行.若是碳酸鈉的濃度較小，鹽酸濃度大，在反應中很容易導致鹽酸過量，出現局部酸過量的情況，并不利于學生觀察實驗現象，了解實驗的分步情況.

三、實驗改進的方案

1.明確反應物的濃度問題

通過以往的實驗驗證可以得知，鹽酸的濃度應當超過0.2mol/L，碳酸鈉的濃度應當大于0.094mol/L，只有保證好兩者的實驗濃度，才能進行有效的實驗，確保實驗進行的準確性和可靠性，為學生呈現正確的實驗現象.

2.實驗方案改進探索

通過實驗濃度的標準，本次實驗為三組實驗，第一組為對照實驗：實驗組為0.1mol/L的Na2CO3溶液和0.1mol/L的HCl，各取15mL準備實驗;對照組選取的是1mol/L的HCl和1mol/L的Na2CO3.通過實驗可以發現，實驗組將鹽酸逐步滴入到碳酸鈉溶液中，隨著鹽酸量的增多，開始出現氣泡，而對照組的鹽酸滴入到鹽酸納溶液中便立即出現了大量的氣泡;將碳酸鈉滴入到鹽酸中，也能立即產生大量的氣泡.通過該實驗可以表明，0.1mol/L的鹽酸和碳酸鈉進行實驗給予學生的現象并不理想，并不利于教師進行化學知識的滲透，培養學生從宏觀到微觀的化學思維.

第二組為低濃度的鹽酸和高濃度的碳酸鈉發生反應，準備0.1mol/L的HCl和0.2mol/L的Na2CO3溶液，將鹽酸逐滴加入到碳酸鈉溶液中，開始并無現象，鹽酸增多，產生微量氣泡;相反，則立即產生一些微量的氣泡.通過該實驗可以使學生意識到鹽酸的濃度影響氣泡的產生量和產生速度，說明了該實驗是分步進行的，該實驗的實驗現象比較理想，比較適用于課堂教學.

第三組實驗將鹽酸替換為醋酸，分別取0.1mol/L的醋酸和0.1mol/L碳酸鈉，將醋酸逐滴入碳酸鈉溶液中，開始并沒有任何的現象，增加醋酸量后，還是沒有現象.將碳酸鈉溶液逐滴入醋酸溶液中，反應現象為產生極小的少量氣泡.繼續增加碳酸鈉的量，并沒有發生較大的變化.這個實驗可以證明醋酸電離出來的H+和碳酸鈉的CO2-3

結合生成來HCO-3，而醋酸會繼續電離H+，H+和HCO-3繼續發生反應會出現實驗現象中的氣泡.通過這一實驗能夠使學生清晰的了解到離子反應.3.教學設計

在明確了實驗改進的目的和方向之后，探討了實驗的改進控制因素，兩者確定之后才能進行有效的教學設計工作.教師在課堂教學開始前，可以為學生創設一些問題，激發學生的化學思維.詢問學生“碳酸鈉和鹽酸發生反應嗎？若是發生反應，實驗現象和化學方程式是什么？”引導小組針對這一問題開展探索實驗，準備適量的試劑進行實驗，發現碳酸鈉和鹽酸發生來反應，有的小組產生大量的氣泡，有的小組產生極少的氣泡，有的小組則并沒有氣泡產生.針對這一情況，教師要求學生仔細觀察實驗現象，并做好實驗記錄.在制定實驗計劃時，教師要求學生明確溶液的濃度和滴入的先后問題，詢問學生“碳酸鈉和鹽酸的濃度會影響實驗現象嗎？”引導學生改變反應物濃度進行實驗，并改變加入的先后順序，發現了溶液的濃度不同，滴入的先后順序不同，產生的氣泡的時間、數量、速度都是不同的，引導學生逐步發現實驗的特點，并搜集相關的資料繼續探索，能夠認識到該實驗是分步進行的，從而使學生建立起變式思維和探索精神，完成對學生的化學核心素養的培養.

總而言之，在碳酸鈉和鹽酸的改進實驗中，教師首先需要明確改進的教學目的和教學功能，找到關鍵的控制因素，才能進行改進方案的設計和實施.在逐步實驗中找到最佳的實驗效果，并結合實驗過程開展教學設計，使學生了解到碳酸鈉和鹽酸的實驗過程和實驗結果，建立從宏觀到微觀的化學思維，能夠靈活地轉變思維模式，運用實驗來解決自己的疑惑.

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[責任編輯：季春陽]