比较Na2CO3与NaHCO3热稳定性的实验改进

胡凡+文丰玉

摘要：通过“双试管+气球+紫色石蕊溶液”的一体化对比实验，即快速又明显地观察到了气球膨胀和溶液颜色的变化情况，从而能直观地比较出Na2CO3与NaHCO3的热稳定性，实现了实验的可视化。

关键词：Na2CO3与NaHCO3；热稳定性；一体化；实验改进

Abstract： through the ＼"double tube + + balloon purple litmus solution＼" the integration of comparative experiments， namely fast and clearly observed the changes of the balloon inflation and solution， which can directly compare the Na2CO3 and thermal stability of NaHCO3， realized the visualization experiment.

Keywords： Na2CO3 and NaHCO3； Thermal stability. Integration； The experiment to improve

项目资助：四川省2013～2016年高等教育人才培养质量和教学改革项目“高师学生教学技能提升的‘三元一体教学模式研究与实践”（编号：2013/781/374）的阶段性成果

G633.8

Na2CO3与NaHCO3的热稳定性实验是作为钠的重要化合物的化学性质之一引出。同时也是高中化学课堂演示实验之一。此实验位于人教版《普通高中课程标准实验教科书化学（必修1）》第三章第二节[1]，人教版教科书中分别使用Na2CO3粉末、NaHCO3粉末依次进行实验探究其热稳定性，但是实验比较耗时，可比性也比较差，也会因产生CO2的量的多少对实验现象造成一定干扰，不利于进行课堂教学实验演示。此实验位于苏教版《普通高中课程标准实验教科书化学（必修1）》专题2第二单元，位于鲁科版《普通高中课程标准实验教科书化学（必修1）》第三章第一节。苏教版教科书并未对此实验进行细致描述，而是直接给出了NaHCO3受热分解得到Na2CO3的化学方程式[2]；鲁科版教科书并未給出实验方案，而是让学生进行活动探究，经过观察实验现象得出结论。由此可知教科书对Na2CO3与NaHCO3的热稳定性实验并没有完整、可行、可比性强的实验方案。因此，笔者对此实验进行了如下改进。

一、实验药品及仪器

1.实验药品

Na2CO3（AR）、NaHCO3（AR）、无水CuSO4（AR）、紫色石蕊溶液。

2.实验仪器

具支试管一只、试管三只、玻璃导管及橡胶管若干、棉花一团、气球两个、止水夹两个、铁架台、酒精灯、 木楔。

二、实验装置

三、实验步骤与现象

1.如图所示，在具支试管底部加入2 g Na2CO3粉末，在小试管底部加入2 g NaHCO3粉末，分别在两支试管口处各塞一团附有无水CuSO4粉末的棉花[3]，按上述装置图组装仪器，并且同时关闭止水夹a、b。

2.点燃酒精灯，先对试管底部进行预热，然后再均匀加热。

3.观察实验现象。可以发现与具支试管相连接的气球迅速鼓起但不膨胀，试管口处棉花并无明显变化；而与小试管相连接的气球慢慢鼓起并不断在膨胀，且试管口处棉花逐渐变成蓝色。

4.酒精灯加热1 min之后，同时打开止水夹a、b，观察到插入1号试管内的导管口只在刚开始的2 s内产生气泡，但1号试管内的紫色石蕊溶液并无明显变化；而插入2号试管内的导管口处不断产生气泡，且 2号试管内的紫色石蕊溶液变红。

5.结束实验后，应该先撤出导管，然后再熄灭酒精灯。

四、实验结果与讨论

1.实验结果

由1号试管内的紫色石蕊溶液无明显变化可以知道连接1号试管的气球所收集的是具支试管内受热膨胀的空气，试管口处棉花无明显变化可以说明无H2O生成；由2号试管内的紫色石蕊溶液变红可以知道连接2号试管的气球所收集的气体以CO2为主，试管口处棉花逐渐变成蓝色说明反应有H2O生成。

实验表明，在酒精灯加热的条件下，Na2CO3 不能分解，而NaHCO3则能分解并产生CO2和H2O[4]。

综上所述，Na2CO3 热稳定性较好，而NaHCO3热稳定性差。

2.实验讨论

（1）在一体化实验中，合理控制单一变量，采用对比实验，现象更加直观。

（2）实验中使用同一热源，不仅节省能源而且节约了教学中探究实验所需时间[3]。

（3）实验中用气球收集气体，使可视化程度更高且趣味性增强。

（4）本实验中用紫色石蕊溶液代替澄清石灰水，产生的CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出的H+使紫色石蕊溶液变红色[5]，且颜色不再随H2CO3量的增加而发生改变，现象更易观察。

参考文献：

[1]宋心琦主编. 普通高中课程标准实验教科书：化学必修1. 北京：人民教育出版社，2007：56

[2]王祖浩主编. 普通高中课程标准实验教科书：化学必修1. 江苏：江苏教育出版社，2014：51

[3]马利辉，葛春艳. Na2CO3与NaHCO3性质实验探究两则[J]. 中学生数理化（高一版），2009，10：80-82.

[4]王磊主编.普通高中课程标准实验教科书：化学必修1. 山东：山东科学技术出版社，2007：65

[5]王晶、郑长龙主编. 义务教育教科书：九年级（上册）. 北京：人民教育出版社，2012：113

[6]伍强.碳酸钠和碳酸氢钠性质对比实验的研究[J].化学教学，2015，12：48-50.

[7]高卫.中学化学新课程理念下实验教学功能的探索[D].云南师范大学，2005.

作者简介：姓名：胡凡 性别：女 出生日期：1992.02.01 籍贯：陕西省西安市 学历：在读硕士 民族：汉 单位：四川省西华师范大学 研究方向：学科教学（化学）