关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验研究
Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应实验
一:设计思路
缺点及解决方案:
1.固体落入稀盐酸有先后,且容易粘在试管内壁。 实践表明将固体与液体放置位置对调,可以解 决这个问题。
2.产生气体过少时气球几乎不膨胀,气体较多时 气球易脱落。通过计算添加药品的量能解决气 球膨胀大小的问题,选择有凸口的试管并用线 绳将气球系在试管上能解决气球脱落问题。
二:实验步骤
1. 如图组装实验仪器并检验装置的气密性;
NaHCO3溶液 稀盐酸
Na2CO3溶液 稀盐酸
2.用橡皮塞分别塞好两试管一端，将橡皮塞的 一端朝下倒立固定在铁架台的滴定管夹上；
二:实验步骤
3.用量筒量取相同浓度2mol/L的Na2CO3和 NaHCO3溶液各10ml，将其分别倒入两试管 中； 4.将气球分别套在有凸口的试管另外一端并 用线绳将气球系紧； 5.用两注射器分别吸入5ml9mol/L盐酸； 6.将注射器插入橡皮塞，将盐酸分两次同时 注入，每次2.5ml，观察这2次气球的变化。
三:实验结果记录
Байду номын сангаас
四:实验小结
改进后的实验操作简单，现象明显， 过程有趣，安全性强，既适合教师课 堂演示，也可以开设学生分组实验,达 到了改进实验的目的。
高中化学新课程实验 创新大赛
------碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的改进
湘阴一中
杨海翔
2015年10月
一:设计思路
比较碳酸钠、碳酸氢钠固体与盐酸 反应生成二氧化碳快慢是中学化学中 一个传统的实验,在人教版教材中通常 会采用右边装置进行对比实验。实验 方案:试管中放入相同浓度的3mL稀盐 酸,气球中分别放入0.3g的碳酸钠、碳 酸氢钠固体。实验开始时将气球末端 同时提起,让固体进入稀盐酸中,通过 观察气球膨胀的速率及大小来比较反 应的快慢。
碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应生成二氧化碳速率比较
实验五 Na2CO3、NaHCO3与酸反应生成CO2速率比较一、探究问题的提出人教版普通高级中学教科书(试验修订本必修) 《化学》第一册[实验2- 7]碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应的对比实验:用等质量( 0.3g)的碳酸钠和碳酸氢钠与3mL的稀盐酸发生反应,通过气球膨胀快慢和大小来比较了两个反应的剧烈程度。
通过大量的实验和学生的科学探究, 我们小组认为, 这个实验存在以下几点不足:1、没有指明盐酸的具体浓度。
并不是所有浓度的稀盐酸都能比较出两个反应的剧烈程度的。
经过查阅文献可知: 当盐酸的浓度超过1.8mol /L时,二者反应同样剧烈,无法比较。
2、实验现象不明显。
并不能很明显地观察到气球膨胀的快慢。
3、用气球膨胀的大小来比较二者的反应速率是不科学的。
0.3g的Na2CO3的物质的量是0.0028mol, 0.3g 的NaHCO3 的物质的量是0.0036mo,若盐酸是足量的, 则NaHCO3比Na2CO3产生的二氧化碳多,气球膨胀的就大。
若盐酸是不足量的,则二氧化碳的量用盐酸来计算,盐酸的量是相等的,所以二氧化碳的量相等,气球膨胀的一样大。
因此,气球膨胀的大小与反应速率无关。
4、反应不同步。
两手拿气球往试管中倾倒药品,操作不规范, 难以保证反应同时进行。
为了解决以上不足, 我们小组对此实验进行了改进,取得了较好的效果。
二、问题解决设想1、盐酸浓度的控制，通过文献的查阅，我们发现当盐酸的浓度超过1.8mol /L时,碳酸钠和碳酸氢钠反应同样剧烈,无法比较。
因此，实验设想采用1mol/L的HCl与碳酸钠和碳酸氢钠反应，既能保证实验进行的速率，又能达到理想的实验效果。
2、实验现象不明显。
想要在未改进的实验中观察到气球膨胀的快慢是存在难度的，同时也很难保证气球体积的一致。
因此，我们设想将产生的气体的快慢和多少通过转换为长导管的水柱高度来表征，由于导管的管径很小，气体的产生对水柱上升的高度有很明显的影响，通过观察水柱上升的高度和快慢我们可以直观得观察到实验现象。
关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验研究
关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验研究人教版高中化学必修教材[1]第一册32页有这样一个实验：在两只试管中分别加入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只试管口。
将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，比较它们放出CO2的快慢。
由此实验得出的结论是：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，但NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈得多。
笔者认为该实验存在如下问题：1、对这个实验的质疑1.1教材中没有指明稀盐酸的具体浓度只要是稀盐酸就可以吗？浓度小于等于6mol/L的盐酸都是稀盐酸，笔者将6mol/L的稀盐酸同时加入Na2CO3和NaHCO3固体中，反应现象同样的剧烈，根本分辨不出Na2CO3和NaHCO3。
笔者通过大量的实验证明只有浓度小于1mol/L的稀盐酸跟Na2CO3和NaHCO3反应才能根据反应的剧烈程度区分Na2CO3和NaHCO3。
鲁科版化学新教材中把这个实验中盐酸的浓度定为0.5mol/L，应该也是基于这方面的考虑。
1.2用等质量的Na2CO3、NaHCO3与等量盐酸反应比较速率科学吗？化学反应速率的快慢不仅取决于物质的性质，还与反应物的浓度有关。
0.3g Na2CO3的物质的量为0.0028mol，0.3g NaHCO3的物质的量为0.0036mol，加入3mL稀盐酸后，如果不考虑溶液体积变化，Na2CO3的物质的量浓度为0.93mol/L，NaHCO3的物质的量浓度为1.2mol/L，由此NaHCO3与等量盐酸反应来比较反应速率是不科学的。
1.3通过产生气体的量比较反应速率科学吗？根据化学反应方程式，盐酸浓度为1mol/L（该浓度可以根据与盐酸的反应现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠）时：上述两个反应盐酸的量都是不足的，产生气体的量应该由盐酸的量来计算，而盐酸的量是相同的，因此在不考虑误差的情况下，气球胀得应该是一样大的。
对碳酸钠、碳酸氢钠分别和同浓度的盐酸反应的实验研究与改进
对碳酸钠、碳酸氢钠分别和同浓度的盐酸反应的实验研究与改进作者：夏立先等来源：《中学化学》2015年第03期中学化学不同版本不同年份的教材，有关比较碳酸氢钠、碳酸钠分别与同浓度的盐酸反应快慢的实验，其实验设计都存在一些问题。
为此，笔者对该实验进行了研究，并作了改进。
一、部分版本教材实验设计存在的问题1.高级中学课本化学（必修）第一册（人民教育出版社1990年10月第1版），其中第四章第二节有关内容片段：“【实验4-5】把少量盐酸分别加入盛着碳酸钠和碳酸氢钠的两个试管。
比较它们放出二氧化碳的快慢程度。
碳酸氢钠遇到盐酸放出二氧化碳的反应，要比碳酸钠剧烈得多。
”存在问题：该实验设计很不严密，没有给出盐酸的浓度及量的多少、也没有给出碳酸钠和碳酸氢钠的量，无法进行比较，其结果没有说服力。
2.全日制普通高级中学教科书（必修）化学第一册（人民教育出版社2003年6月第1版），其中第二章第二节有关内容片段：“【实验2-7】在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有0.3 g碳酸钠或碳酸氢钠粉末的小气球分别套在两支试管口。
将气球内的碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中（如图2-8，略），观察反应现象。
从上述实验可以看出，碳酸钠和碳酸氢钠都能与稀盐酸反应，但碳酸氢钠与稀盐酸反应要比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈得多。
”存在问题：该实验设计也不严密，主要存在两个问题：（1）没有给出稀盐酸的浓度是多少，盐酸的量可能都过量也可能都不够或者一个过量一个不够。
（2）碳酸钠和碳酸氢钠质量一样多是不合理的，因为碳酸钠比碳酸氢钠的物质的量少，在酸过量的情况下碳酸氢钠产生二氧化碳比碳酸钠多，气球理应大，这样就不能根据气球的大小来判断反应的剧烈程度。
通过以上分析可知，这个看似简单的实验，看来并不简单，需要认真研究和分析。
二、实验研究与改进1.理论分析要想比较碳酸氢钠、碳酸钠分别与同浓度的盐酸反应的剧烈程度，必须根据控制变量法设计实验。
碳酸氢钠、碳酸钠的物质的量要相等；盐酸的浓度及体积要相等，酸要适当过量，保证产生的气体的量一样；反应温度要相差不大。
碳酸钠碳酸氢钠与盐酸反应热效应的探究课件
实验步骤
实验结果
通过数据表格和图表展示了反应过程 中的温度变化。
配置溶液、滴定操作、温度记录等。
研究不足与展望
实验误差分析
对实验过程中可能存在的误差来 源进行了分析，如温度测量误差
、试剂纯度等。
实验条件优化
建议在后续研究中优化实验条件， 如提高试剂纯度、改进温度测量方 法等。
应用前景
探讨了该实验在化学反应热力学研 究中的应用前景，以及在化学教育 中的价值。
碳酸钠碳酸氢钠与 盐酸反应热效应的 探究课件
目录
• 引言 • 碳酸钠与盐酸反应热效应 • 碳酸氢钠与盐酸反应热效应 • 比较碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应的热效
应 • 影响因素探讨 • 总结与展望
01
引言
研究背景
碳酸钠和碳酸氢钠是常见的化学物质，在工业、食品和医药等领域有广泛应用。
盐酸是一种强酸，也是重要的化工原料，广泛应用于化工、制药、染料和食品等行 业。
压力对热效应的影响
总结词
压力对热效应具有一定影响
详细描述
在一定范围内，随着压力的增加，气体分子的碰撞频率增加，反应速率加快，放出的热量也相应增多。然而，压 力对热效应的影响相对较小，通常在实验条件下可以忽略不计。
06
总结与展望
研究总结
实验原理
通过对比碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反 应过程中的温度变化，探究反应的热 效应。
THANK YOU
感谢观看
记录温度变化
在反应过程中，每隔一段时间 记录下溶液的温度。
准备实验器材
温度计、烧杯、磁力搅拌器、 碳酸钠固体、稀盐酸。
混合溶液
将碳酸钠固体加入烧杯中，然 后缓慢加入稀盐酸，同时开启 磁力搅拌器。
碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的创新实验设计及教学应用
图３㊀加热不同时间酸性ＫＭｎＯ４颜色对比在重铬酸铵饱和溶液中，然后取出置于石棉网上用酒精灯加热，烘干水分并使重铬酸铵受热分解，可以得到覆有三氧化二铬的催化剂，可用于氨或乙醇的气相催化氧化实验㊂参考文献：［１］中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准［Ｓ］．北京：人民教育出版社，２０１８：７２．［２］王磊，张文朴．化学．化学与技术（选修）［Ｍ］．济㊀㊀㊀㊀㊀南：山东科学技术出版社，２００７：７３．［３］宋心琦．化学２（必修）［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２００７：６７．［４］王祖浩．化学２（必修）［Ｍ］．南京：江苏教育出版社，２０１５：６８．［５］刘怀乐．中学化学教学实证与求索［Ｍ］．重庆：西南师范大学出版社，２００２：１６１．［６］李先栓，张玉贞．粘土催化石蜡裂化［Ｊ］．实验教学与仪器，２０１１，（５）：３４ ３６．碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的创新实验设计及教学应用符吉霞㊀丁伟摘㊀要：化学是一门以实验为基础的科学，化学实验对提升学生核心素养起着不可替代的作用㊂针对碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的现有实验装置不足以及教学中存在的误区，研究提出利用简易的创新实验装置定量比较二者与盐酸反应生成ＣＯ２的快慢，并结合手持技术的应用从微观层面解释碳酸钠与稀盐酸分步反应的机理，厘清教学思路，避免教学误区㊂此外，针对碳酸钠㊁碳酸氢钠与稀盐酸的反应提出了基于问题解决的教学应用建议，可作为教师进行相关化学实验教学设计的参考㊂关键词：创新实验；手持技术；教学应用；碳酸钠；碳酸氢钠符吉霞，华东师范大学教师教育学院，在读硕士研究生；丁伟，华东师范大学教师教育学院，副教授㊂㊀㊀一㊁问题的提出碳酸钠和碳酸氢钠分别与稀盐酸反应时，碳酸氢钠与稀盐酸的反应一步到位，而碳酸钠与盐酸的反应则是分步进行的㊂探究该分步反应的机理一直是教师与教材想要解决的难８２点［１］㊂现有的教学设计中多把碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应设计成学生分组实验或教师演示实验模式㊂无论采用哪种教学设计， 气球法 仍然是设计中的主要方法［２－３］㊂但这一收集方法实际存在严重弊端㊂当碳酸钠与碳酸氢钠分别与盐酸混合时，气球膨胀的快慢变化并不明显，难以比较反应的快慢㊂能否设计一个简易的定量实验装置去比较碳酸钠㊁碳酸氢钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２的速度，并解释其反应机理是一个值得思考的问题㊂此外，值得注意的是，教师在碳酸钠与碳酸氢钠和稀盐酸反应的教学中十分容易将教学重点误以为 比较碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应速率快慢 ㊂其实二者与稀盐酸的反应速率近乎相同，碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应同属复分解反应㊂但由于碳酸钠与稀盐酸反应分步进行，所以生成ＣＯ２的速度不同，其教学本质应在于揭示反应的机理㊂针对以上实验存在的不足与教学中的误区，研究提出应用创新实验装置比较碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应生成ＣＯ２的快慢，用手持技术揭示反应机理，并通过一定的科学探究以及问题解决的模式进行教学设计应用㊂㊀㊀二㊁实验设计（一）应用简易创新实验装置定量比较反应快慢针对 气球法 实验设计在比较碳酸钠㊁碳酸氢钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２速度的不足，研究设计了更为简便且定量的实验装置用于做此比较㊂（１）实验原理碳酸钠与稀盐酸的反应是分步进行的（Ｎａ２ＣＯ３＋ＨＣｌ＝ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３；ＮａＨＣＯ３＋ＨＣｌ＝ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２ʏ）；而碳酸氢钠与稀盐酸反应一步到位（ＮａＨＣＯ３＋ＨＣｌ＝ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２ʏ）㊂在相同的条件下，碳酸氢钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２的速度比碳酸钠要快㊂（２）实验装置（见图１）将针管作为反应装置，根据反应生成气体图１㊀简易定量实验装置使压强的变化导致液体喷出针头的速度快慢并结合一定的反应时间，定量比较碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２的速度快慢㊂（３）实验条件探究不同浓度的稀盐酸与碳酸钠㊁碳酸氢钠的反应生成ＣＯ２速度不同㊂教师应当根据具体的教学需求选择合适的盐酸浓度进行演示教学或学生的探究实验㊂首先，将相同的少量碳酸钠和碳酸氢钠固体分别用药勺送入１号针管和２号针管底部，并将装有碳酸钠与碳酸氢钠的针管排除气体，向前推至相同的刻度处㊂将两只针管分别垂直放入装有相同浓度的稀盐酸的烧杯中，吸取稀盐酸至相同的高度㊂从针管内开始吸取稀盐酸时开始进行计时，针管的活塞滑动到某一刻度线后使其固定，观察气体的产生与针头处排出液体的实验现象，待针管内的气体含量达到５ｍＬ时停止计时㊂ｔ１为碳酸氢钠与稀盐酸的反应产生的气体量达到５ｍＬ所需的时间，ｔ２则是碳酸钠与稀盐酸反应的时间，其他实验条件保持一致㊂重复进行３次相同的实验，取平均的时间值，实验结果见表１㊂教师可以根据实际的教学实验需求灵活规定针管活塞的滑动位置或产生气体量的量㊂（４）实验结果分析在实验教学过程中，教师的实验教学演示应当预留一定的时间给学生观察实验现象㊂通过探究发现：稀盐酸浓度为０ ３ｍｏｌ／Ｌ时，碳酸钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２的速度变慢，但碳酸氢钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２速度过于迅速，不利于学生观察实验现象；而稀盐酸浓度为０ １ｍｏｌ／Ｌ时，碳酸氢钠和碳酸钠与稀盐酸的反应生成ＣＯ２的速度较为缓慢，时间较长㊂根据实验研究结果，当盐酸的浓度为０ ２ｍｏｌ／Ｌ时，反应所需的时间较合适开展课堂实验㊂值得注意的是，向针管内吸入稀盐酸时，稀盐酸就已经９２㊀表１㊀不同浓度的ＨＣｌ与Ｎａ２ＣＯ３和ＮａＨＣＯ３固体在针管内反应的实验数据ｃ／（ｍｏｌ／Ｌ）ｔ１／ｓｔ２／ｓ实验现象２００１号和２号针管内有大量气泡冒出，并急速从针管内喷出㊂１０ ２０ ８１号和２号针管内有大量气泡冒出，并急速从针管内喷出㊂０ ５０４ ８１号针管内有气泡产生，并迅速从针管内喷出；２号针管内有大量气泡产生，并急速从针管内喷出㊂０ ３７ ２８９ ５１号针管内先有少量气泡产生，针头喷出液体速度较慢；２号针管内有较多大气泡产生，针头滴出液体的速度较快㊂０ ２１５ ２１７８ ６１号针管内仅有细小的气泡，针头滴出的液体速度较缓慢；２号针管内有大气泡产生，针头一开始滴出的液体速度较快，后减慢㊂０ １６０ ４３９６ ８１号针管内气泡产生现象不明显，针头滴出液体速度慢；２号针管内有气泡产生，约２０ｓ前滴出速度较快，后逐渐减慢㊂开始与碳酸钠和碳酸氢钠发生反应㊂教师应向学生说明实验从吸入液体时开始进行计时，碳酸钠㊁碳酸氢钠与吸入稀盐酸过程当中的反应是包含在反应时间内的，不会影响实验探究的结果㊂该实验装置相比与原先的 气球法 有了较大的改进㊂实验装置简单且所用盐酸的浓度较低㊂学生可以利用该装置开展实验探究活动，在宏观层面较定量地比较稀盐酸与碳酸钠㊁碳酸氢钠反应生成ＣＯ２的速度快慢㊂但该实验仍不能够让学生明确碳酸钠与盐酸的反应是分步进行的，稀盐酸与碳酸钠反应的中间产物有碳酸氢钠，学生很难从学科本位思考现象背后的问题㊂（二）应用手持技术探究反应实质运用科学的手段对化学物质的性质以及变化进行数字化㊁量化，用客观真实的数据去解释性质，能够直观地让学生了解物质性质以及其内在的规律㊁反应实际与反应机理［４］㊂要从微观角度向学生解释碳酸钠与稀盐酸发生分步反应的机理还需要借助手持技术，通过数形结合的方式从宏观到微观向学生说明化学反应实质㊂（１）实验原理向碳酸钠中滴加稀盐酸，首先发生反应ＣＯ３２－＋Ｈ＋＝ＨＣＯ３－，达到第一计量点时碳酸钠全部反应成碳酸氢钠㊂继续滴加稀盐酸，会发生反应ＨＣＯ３－＋Ｈ＋＝Ｈ２ＣＯ３，达到第二计量点㊂在用稀盐酸滴定碳酸钠的ｐＨ曲线中应当有两个突跃，而稀盐酸滴定碳酸氢钠的ｐＨ曲线中应只存在一个突跃㊂这可以通过ｐＨ传感器进行实验探究㊂（２）实验装置为了更加科学直观地展示碳酸钠与盐酸的分步反应，教师可以借助手持技术对盐酸滴定碳酸钠与碳酸氢钠的ｐＨ变化进行记录，实验装置图见图２㊂图２㊀手持技术实验装置图（３）实验结果与分析用稀盐酸分别滴定０ ５ｍｏｌ／Ｌ的碳酸钠溶液与０ ５ｍｏｌ／Ｌ的碳酸氢钠溶液，通过ｐＨ传感器得到实验结果（见图３和图４）㊂碳酸钠与稀盐酸的滴定曲线中存在两个突跃，而碳酸氢钠与稀盐酸的滴定曲线仅存在一个突跃，很好地解释说明了碳酸钠与稀盐酸的分步反应机理㊂教师可以通过数形结合的方式，直观地向学生说明碳酸钠与稀盐酸的分步反应机理㊂教学中应当强调，正是由于碳酸钠与稀盐酸反应是分步进行的，所以碳酸钠与稀盐酸反应生成ＣＯ２的速度比碳酸氢钠的要慢，而并非是碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应速率不同所导致㊂化学实验应该透过现象看本质，切勿从０３㊀㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀稀盐酸滴定０ ５ｍｏｌ／Ｌ碳酸氢钠溶液的ｐＨ变化曲线图４㊀稀盐酸滴定０ ５ｍｏｌ／Ｌ碳酸钠溶液的ｐＨ变化曲线表面下定义㊂㊀㊀三㊁教学应用碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应实验设计能够从宏观到微观的层面逐步带领学生认识化学反应的本质，激发学生对科学探究的兴趣㊂为使该实验设计更好地发挥教学作用，研究提出了基于问题解决的教学设计，教学流程见图５㊂（一）识别问题化学教学应当强化知识与学生日常生活的联系，要提升学生从信息情境中识别问题的能力㊂碳酸钠与碳酸氢钠是学生日常生活中也会接触到的物质㊂针对碳酸氢钠在日常生活中可以用于治疗胃酸过多，但碳酸钠却不会被用于治疗胃病这一现象，抛出联系生活实际的相关问题： 既然二者都是碱性物质，都能中和酸，为何选择碳酸氢钠治疗胃病却不会选择碳酸钠？ 创设一定的生活化的问题环境，激发学生的探究兴趣㊂图５㊀教学流程图㊀㊀（二）探测信息基于情境的问题需要学生从不同角度和不同层面去探测信息，需要个体对问题情境有一定的整体感知［５］㊂结合一定的问题情境，教师要引导学生去思考碳酸钠与碳酸氢钠和稀盐酸等酸性物质反应可能存在的不同，诸如反应产物是否相同㊁反应时速度是否相同㊁反应的机理是否相同等㊂学生所探测到的信息过程是对已有知识的调用分析过程，也是后续设计实验方案和实施方案的基础㊂这一过程中教师要注意引导学生思考，但不对学生的结论做出价值判断㊂（三）设计方案学生需要理解应用所探测到的信息，将探测到的信息进行加工，根据具体的问题情境，激１３活已有相关概念㊁原理等，形成一定的问题解决方案㊂在这一过程中，学生需要根据有关的化学知识储备，将所探测到的信息进行一定的筛选，排除二者产物不同的可能性，将注意点集中在二者的反应时间和反应速度上㊂期间教师需要提供一定的实验器材，并提供一定的相关信息逐步引导学生关注到具体问题上来㊂再由学生自主设计实验方案，并进行小组内部的合作分工，培养学生的团队合作能力㊂（四）实施方案学生在这一阶段需要根据教师所准备的相关材料进行操作㊂实施过程中需要不断分析与思考问题，根据具体的实验情况更换或者修改实验方案㊂学生的实验设计方案中一般会根据教师提供的气球，利用气球法套在试管上进行比较㊂此时，教师要以问题驱动学生，启发学生选用简易的创新实验装置进行设计，并引导学生不断反思方案的设计与优化过程从而提升学生的科学探索创新精神㊂最后再由教师运用手持技术，从微观层面帮助学生认识到问题的本质，即碳酸钠与碳酸氢钠和稀盐酸反应机理不同从而导致二者反应生成二氧化碳的速度不同㊂以上的问题解决过程都需要依托于一定的情境背景㊂学生受具体问题情境和教学环境影响的驱动，会表现出渴望解决问题的倾向，并产生带有明确目的的行动向着目标进取㊂整个过程各环节之间是相互影响的㊂学生的方案设计可能经过多次的尝试后才能获得较优化的设计方案㊂而整个过程中学生需要不断进行反思，再次分析问题，再度挖掘探测信息等㊂在不断的迭代过程中，也发展了学生真实环境背景下的问题解决能力㊂㊀㊀四㊁研究小结实验是化学学科最重要的特征㊂化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用［６］㊂碳酸钠与稀盐酸的分步反应知识是发展学生化学学科核心素养的一个载体，能够让学生辩证看待化学反应现象，认识到科学探究对于揭示事物本质的重要作用㊂碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的创新实验设计能简易定量比较反应快慢，相比于传统的 气球法 更加直观科学㊂再结合手持技术的应用从微观层面探究反应的实质㊂碳酸钠和碳酸氢钠是学生日常生活中经常接触到的物质㊂通过一定的真实情境下生成相关的探究问题，采用基于问题解决的教学设计，以小组合作的方式形成方案设计，提升学生的信息处理以及小组合作的问题解决能力，既较好地完成了教学目标，也较好地指向化学学科核心素养的育人目标㊂现行的化学实验教学中仍存在诸多不足之处㊂针对实验的不足不断地改进，最大程度发挥化学实验教学在提升学生核心素养中的作用，并严格要求教学的科学性，是化学教师应当终身学习的内容㊂化学是一门以实验为基础的科学㊂设计巧妙的化学实验教学设计有助于激发学生学习化学的兴趣，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，培养学生的化学学科核心素养㊂教师对实验教学应当始终保持严谨的教学态度㊂参考文献：［１］伍强，方瑞光．碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应实验的创新设计［Ｊ］．化学教学，２０１６，（８）：６３－６５．［２］刘志峰，韩雪松． 先学后教 教学模式在高中化学教学中的应用 碳酸钠与碳酸氢钠的性质 教学设计［Ｊ］．化学教学，２０１６，（１０）：３５－３８．［３］史淑凤．碳酸钠与碳酸氢钠鉴别创新实验［Ｊ］．中学化学教学参考，２０１７，（１２）：４４．［４］陈琛，姚如富，邵忠德，翟蒙．数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用研究［Ｊ］．化学教育，２０１５，３６（１）：２９－３３．［５］蔡亚萍．基于真实情境问题解决的教学设计［Ｊ］．电化教育研究，２０１１，（６）：７３－７５＋８０．［６］中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准［Ｓ］．北京：人民教育出版社，２０１７：７２．２３。
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的热效应
碳酸钠、碳酸氢钠固体与盐酸反应的热效应探究教材分析：本节是人教版选修4第一章的第三节内容，是对必修一第二章《化学能与热能》的扩展与提高。
“碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸的反应”是选自人教版必修一，本节课是以碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应为前提，分析、讨论、归纳盖斯定律的涵义与用途。
学情分析：学生现有的知识基础：知道化学能与热能的相互转化学生现有的能力：基本的实验操作能力，对化学反应过程中有能量变化这一事实已经接受并认可，但只有定性的认识而没有定量的认识和计算。
教学目标：学生能通过实验探究、对比的方法，归纳出影响碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应热效应的原因，并能从实验中得出盖斯定律。
养成科学严谨、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的科学素养。
教学重点：从反应热的角度分析碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸的反应教学难点：盖斯定律的内涵试剂1 试剂2 现象 30mL 盐酸 Na 2CO 3(s) 30mL 盐酸NaHCO 3(s)产生认知冲突小组成员汇报实验结果：碳酸钠固体与稀盐酸：温度升高 碳酸氢钠固体与稀盐酸：温度降低以事实为依据增加感性认识 PPT 展示 用温度传感器测量上述反应的温度变化的温度-时间图像。
追问：为什么产生这样的差异性？碳酸钠溶于水 碳酸氢钠溶于水小组合作、讨论 PPT高一内容：碳酸钠固体、碳酸氢钠固体溶于水的实验及在水溶液中反应的离子方程式根据已学知识分析原因： 1、 固体的溶解热 2、 离子间的反应热使学生新旧知识能结合起来一个化学反应可能存在多个过程，每个过程都可能有热效应存在，今天我们主要研究这两个过程中热效应与总反应热效应的关系。
引入主题设计实验分析固体与盐酸反应的温度变化和固体溶解、离子之间反应的温度变化。
（注意控制变量）控制变量思想：等物质的量的固体，等体积、等物质的量浓度的盐酸，等体积的水 实验验证：1、 固体的溶解热2、 所得溶液恢复至常温，再加入盐酸的反应热试剂1 试剂2 温差（℃） 恢复至常温 试剂3 温差（℃30mL 水 1.89g 碳酸钠固体 30mL 盐酸 30mL 水1.50g 碳酸氢钠固体30mL 盐酸由于溶解后温度发生变化，为减少实验误差，需要恢复至常温，但时间比较长。
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应热效应的探究——说课稿
碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应的热效应探究各位评委、各位老师大家好！我是来自宣城中学的章旭霞。
今天我说课的题目是《碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应的热效应探究》。
下面我将从教材、教法、教学过程、教学反思四个方面进行说课·：一、说教材本节是人教版选修4第一章的第三节内容，是对必修二第二章《化学能与热能》的扩展与提高。
“碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸的反应”是选自人教版必修一，本节课是以碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应为前提，分析、讨论、归纳盖斯定律的涵义。
依据课程标准、教材内容和学生的知识水平、认知能力，我确定出本节的教学目标如下：学生能通过实验探究、对比的方法，分析归纳出影响碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应的热效应的原因，并能从定量实验中得出盖斯定律，并会使用盖斯定律。
养成科学严谨、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的科学素养。
根据知识本身的难易程度再结合学生的理解水平和我对学习内容的理解，我确定了以下教学重难点：重点：通过实验分析影响碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应的热效应的原因。
难点：盖斯定律的内涵为了讲清本节课的重难点，使学生能够达到本节课设定的教学目标，我再从教法上谈谈。
二、说教法我们知道化学是一门以实验为基础的自然科学，是着眼于提高学生的科学素养和培养终身学习的能力的重要学科。
因此，在教学过程中不仅使学生“知其然”，还要使学生“知其所以然”。
我们在以师生既为主体，又为客体的原则下获取理论知识，解决实际问题的思维过程。
因此我采用对比法，探究法，为学生创设好学习、研究的环境：把接受知识时间和空间留给学生；把探究过程留给学生；把交流与评价的权力留给学生。
在讲授的过程中，注重遵循启发式原则，精心设计知识台阶，减缓知识坡度，循序渐进的引导学生不断设疑，析疑，解疑。
恰当地运用现代信息技术，遵守直观性教学的原则。
下面具体来谈谈这节课的教学过程。
三、说过程（根据本节的教学目标，我对具体的教学过程设计如下：）1、调动学生的积极性，设置教学情境视频：自加热饭盒。
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应热效应的研究_基于传感技术的中学化学实验设计
课外探究是科学课堂的延伸和拓展，是提高 学生科学素养不可缺少的重要组成部分。相对于 课堂 内 的 探 究，不 少 课 外 探 究 活 动 往 往 是 教 师 “一头热”，学生参与度不高，取得的成效不大。
针对课外探究活动中可能涉及的一些问题， 我对六年级两个班 110 名学生进行了一次无记名 调查。本文对调查中发现的问题及改进措施进行 阐述。
1 问题的提出 碳酸钠和碳酸氢钠的性质是中学化学教学的
重要内容。碳酸钠与碳酸氢钠的水溶性、与盐酸 反应的速率比较及两者的热稳定性是这部分的传 统实验内容。而在日常的演示实验教学中存在一 些新问题。如在比较碳酸钠和碳酸氢钠固体与盐 酸反应剧烈程度时，意外地发现： 碳酸钠粉末与盐 酸反应后试管温度升高，而碳酸氢钠粉末与盐酸 反应后试管温度降低。为什么会出现这样的差异 现象？ 从实验本身来看，该反应包括固体溶解、溶 液之间反应和稀释的过程。这些过程中的热效应 如何？ 笔者利用传感技术对该反应的热效应产生 过程进行了实验研究，并从理论上进行了分析。 2 实验过程
1） 仪器和药品 碳酸钠粉末、碳酸氢钠固体、1mol / L 的盐酸、 烧杯、磁子、蒸馏水、温度传感器 （ TMP-BTA） ，数 据采集器（ VENIEＲ LabPro） ，计算机及其相配套 的软件（ Logger Pro） ，磁力搅拌器。 2） 实验步骤 组装实验装置，将温度传感器、数据采集器、 计算机及其相对应的软件相连接。再分别做以下 三个实验：
试管中分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠，滴入几 滴水，振荡试管，触摸试管底部，有什么感觉？”笔 者觉得这一实验方案设计的目的，就是让学生了 解碳酸钠和碳酸氢钠固体在溶解的热效应上存在 较大的差异。
在本实验中需要多次测量反应体系的温度， 而反应过程中温度变化不是太明显，因此对温度 数据精确度要求较高。若使用温度计测量则存在 视觉疲劳和温度变化较小难以察觉的问题。而温 度传感器则能够清晰地显示温度变化过程和变化 数值，其对我们进行研究有很大的帮助。
高中化学实验改进及教学策略——以“碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应”为例
高中化学实验改进及教学策略以 碳酸钠㊁碳酸氢钠与盐酸的反应 为例李文飞(江苏省南京师范大学灌云附属中学ꎬ江苏连云港２２２２００)摘㊀要: 碳酸钠㊁碳酸氢钠与盐酸的反应 这一教学内容是高中化学实验教学不可或缺的内容ꎬ要想让学生对这一内容掌握得熟练ꎬ教师需要让学生明确原本的 碳酸钠ꎬ碳酸氢钠与盐酸的反应 实验存在的问题和不足ꎬ并且提出相应的改进实验教学方案ꎬ以便于最大限度内满足学生的学习需求.因此ꎬ本文选择具体的题目对其进行进一步的分析ꎬ以求为教师的教学工作提供相应的参考.关键词:改进策略ꎻ碳酸钠ꎻ碳酸氢钠与盐酸的反应ꎻ高中化学中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)２４－０１１１－０３收稿日期:２０２３－０５－２５作者简介:李文飞(１９８１.１－)ꎬ湖北省襄阳人ꎬ中学一级教师ꎬ从事中学化学教学研究.㊀㊀实验不仅是化学教学中最为活跃和生动的教学手段ꎬ也是探究化学知识不可或缺的重要途径[１－２].在新课程改革的背景下ꎬ要求化学实验朝着生活化㊁绿色化和现代化的方向转变ꎬ以便于拓宽学生的学习思路[３].关于 碳酸钠㊁碳酸氢钠与盐酸的反应 的内容也是高中化学考试当中不可忽视的内容ꎬ为了对其进行更进一步的分析ꎬ采取创设相应的情景ꎬ深入挖掘其中存在的联系ꎬ组织学生积极开展项目式学习方法的探究ꎬ帮助学生形成高阶思维[４].１传统 碳酸纳㊁碳酸氢钠与盐酸的反应 实验例题㊀一个研究组研究了碳酸钠㊁碳酸氢钠和稀盐酸的反应.(１)实验用品:碳酸钠粉末(置于广口瓶)㊁稀盐酸(置于容积为１２５ｍＬ的细口瓶中)㊁抹布㊁纸槽㊁试管架㊁Ф１５ˑ１５０ｍｍ的试管㊁大烧杯(盛装废液)㊁药匙.㊀(２)实验步骤:①药品与仪器需仔细检查ꎻ②选择干燥试管ꎬ放入少量碳酸钠粉末ꎻ③将１~２ｍＬ稀盐酸加入试管中ꎻ④观察实验现象ꎬ及时向监考老师报告ꎻ⑤实验完成后ꎬ及时清洗试管ꎬ并将实验器材复位.(３)在含有少量碳酸钠(俗称)和碳酸氢钠的试管中加入足够的稀盐酸ꎬ观察到两者反应剧烈ꎬ产生大量气泡.碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学方程式为.ʌ问题提出ɔ碳酸钠㊁碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的速率相同吗?ʌ实验的具体设计ɔ(４)Ａ设计的实验如图１所示.实验过程中ꎬ两个注射器中的稀盐酸应为(充注操作)ꎬ观察到１１１如图２所示的现象.所以他得出结论ꎬ碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳更快.图１㊀Ａ实验装置㊀㊀㊀㊀㊀图２㊀Ａ实验观察到的现象(５)Ｂ质疑Ａ的实验:①碳酸钠㊁碳酸氢钠和稀盐酸的反应非常剧烈ꎬ很难通过观察来判断产气速度ꎻ②ꎬ他认为ꎬ应该取含碳量相同的碳酸钠和碳酸氢钠ꎬ如果碳酸钠的质量仍然是０.３１８ｇꎬ应该取ｇ碳酸氢钠.该组学生在老师的指导下设计了如图３所示的实验.图３㊀Ｂ实验设计情况①其中的连通管的作用是.②取相同体积㊁相同碳元素重量的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液(各取２滴酚酞溶液)和足够体积㊁相同浓度的稀盐酸进行实验.实验过程中溶液颜色变化记录于表１.瓶内压力随时间的变化如图４所示.表１㊀实验过程中溶液颜色变化记录滴入酚酞溶液滴入稀盐酸ꎬ溶液颜色变化碳酸钠溶液红色红色ң浅红色ң无色碳酸氢钠溶液浅红色浅红色ң无色㊀㊀ʌ实验结论ɔ(６)通过分析图４所示的实验数据ꎬ可以得出ꎬ在相同条件下ꎬ与稀盐酸反应更快生成二氧化碳ꎬ原因是.ʌ反思与应用ɔ①二者与稀盐酸反应均很剧烈ꎬ稀盐酸足量ꎬ相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠完全反图４㊀Ｂ实验结果应产生二氧化碳的质量不相同ꎬ所以通过气球变大的程度无法确定两物质反应的快慢.含有碳元素的质量相同时ꎬ需要碳酸氢钠的质量为０.２５２ｇꎻ②碳酸钠溶液㊁碳酸氢钠溶液和稀盐酸反应的速率都很剧烈ꎬ连通管主要起平衡气压的作用ꎬ避免装置中压强过大导致稀盐酸不能顺利滴下ꎻ③由压强随时间的变化图可知ꎬ相同条件下ꎬ反应全部结束前ꎬ碳酸氢钠和稀盐酸反应时ꎬ装置中的压强越大ꎬ说明产生二氧化碳越多ꎻ④碳酸钠和稀盐酸之间的反应是分步进行的.２ 碳酸纳㊁碳酸氢钠与盐酸的反应 的实验改进方案２.１内容改进方案教材中 碳酸钠㊁碳酸氢钠与盐酸反应 是一个定性实验ꎬ笔者通过层层递进ꎬ将其设计为定量实验.(１)使用压强传感器测定在密闭体系中的压强变化情况ꎬ作为判断产生气体速度快慢的重要依据.(２)为了了解盐酸与碳酸钠溶液反应的本质ꎬ需使用到酸式滴定管与ｐＨ传感器.２.２实验器材改进方案碳酸氢钠㊁碳酸钠㊁盐酸溶液㊁烧杯㊁数据采集器㊁笔记本电脑㊁试管与配套活塞㊁滴定计数器㊁ｐＨ采集器㊁磁力搅拌器㊁针筒注射器等器材.２.３实验教学过程改进方案２.３.１直奔主题ꎬ吸引关注根据物质分类ꎬ二者均属盐ꎬ盐能与盐㊁酸㊁碱等物质发生化学反应.按照强酸制弱酸原理ꎬ碳酸氢钠与碳酸钠都会与盐酸发生反应ꎬ得到的产物都有二氧化碳.将实物展示出来ꎬ提出问题:消防灭火使用的灭火器里装的是碳酸氢钠还是碳酸钠呢?学生在２１１观察物质后ꎬ可以得出结果ꎬ即碳酸氢钠.泡沫灭火器原理是:二氧化碳能灭火.基于速率角度激发学生继续思考:为什么泡沫灭火器会选择碳酸氢钠呢?学生猜想:碳酸氢钠和酸之间的反应速度更快.师生开展互动讨论ꎬ盐酸和碳酸氢钠㊁碳酸钠反应都有气体产生ꎬ而产生气体速度的快慢会对压强的改变速度产生影响[５].考虑到实验中控制变量的方法ꎬ设计第二个实验:在密闭空间当中ꎬ选择三支试管ꎬ第一支作为空白对照组ꎬ加入２ｍＬ蒸馏水ꎻ第二支加入碳酸钠０.１ｍｏｌ/Ｌꎬ第三支加入０.１ｍｏｌ/Ｌ碳酸氢钠溶液ꎬ分别往三支试管中加入５ｍＬ浓度为０.１ｍｏｌ/Ｌ的盐酸.另外ꎬ快速用橡皮塞塞紧试管ꎬ通过压强传感器观察压强的变化ꎬ采用数据采集器绘制曲线.根据图像能够明显发现ꎬ曲线斜率最大的是碳酸氢钠与盐酸反应的试管.这表明在相同时间内ꎬ盐酸和碳酸氢钠反应得到的二氧化碳气体速率更大ꎬ反应速度更快.在得到这一认识之后ꎬ让学生学会写相关化学方程式.Ｎａ２ＣＯ３＋２ＨＣｌ ２ＮａＣｌ＋ＣＯ２ʏ＋Ｈ２ＯＮａＨＣＯ３＋ＨＣｌ ＮａＣｌ＋ＣＯ２ʏ＋Ｈ２Ｏ在这个实验教学当中ꎬ逐层深入ꎬ让教学过程层层递进ꎬ不显得过于突兀.学生在提出猜想 寻找证据 得到证实的过程中ꎬ找到正确的思维方式.同时也持续落实所必须要掌握的基础知识ꎬ让学生学会写相关反应的化学方程式.２.３.２定量分析ꎬ继续拓展按照两种物质和盐酸反应的化学方程式发现ꎬ碳酸钠所需的盐酸数量更多ꎬ是否是因为反应速率慢呢?可否增加盐酸量来验证呢?再设计第三个实验:先选择相同浓度０.１ｍｏｌ/Ｌꎬ相同剂量１０ｍＬ的碳酸氢钠与碳酸钠溶液ꎬ逐滴加入盐酸ꎬ进行磁力搅拌.通过ｐＨ传感器获取溶液的ｐＨ变动情况ꎬ记录产生气泡时的ｐＨ以及所消耗的盐酸量.根据得到的结果图像ꎬ发现在ｐＨ为８左右时ꎬ碳酸钠和盐酸反应才会出现气泡ꎬ之前并无气泡ꎬ盐酸和碳酸钠的比例接近１ʒ１ꎻｐＨ在８.２４时ꎬ碳酸氢钠与盐酸反应出现气泡ꎬ绘制得到的图像曲线和碳酸钠溶液反应曲线吻合程度很高.结合上述结果ꎬ可以认为碳酸钠与盐酸的反应属于分阶段开展ꎬ即:Ｎａ２ＣＯ３＋ＨＣｌ ＮａＨＣＯ３＋ＮａＣｌＮａＨＣＯ３＋ＨＣｌ ＮａＣｌ＋ＣＯ２ʏ＋Ｈ２Ｏ３ 碳酸纳㊁碳酸氢钠与盐酸的反应 的实验改进效果㊀㊀实验中证明了碳酸氢钠的反应速度要更快一些ꎬ也能更快产生二氧化碳ꎬ提高灭火的速度.也说明了泡沫灭火器使用该物质的化学原理.在这次教学当中ꎬ采用了实验与理论结合ꎬ图形与数字结合的方法.这对学生实验素养的提升与化学学科能力的提升都有重要的促进作用.另外ꎬ优化后的实验更重视师生之间的互动ꎬ教师巧妙设计问题ꎬ引导学生去观察㊁分析和解决问题ꎬ也引导学生积极质疑ꎬ启迪创新思维.已有的教学结果也证实ꎬ只要精心设计问题情境ꎬ学生的探索意识㊁思维兴趣等都能得到很好的激发.而且优化后的实验不管是问题设计还是具体的实验开展都遵循了循序渐进的原则ꎬ重视学生的认知规律ꎬ让学生在逐步掌握知识的过程中ꎬ去探索更深层的问题ꎬ从而培养学生的独创性和判断性思维.参考文献:[１]赵旭梅.高中化学实验改进策略[Ｊ].新课程ꎬ２０２２(２９):１９４－１９５.[２]高霞.高中化学实验教学改进策略:以 铜和浓硫酸 为例[Ｊ].教师ꎬ２０２１(１５):５９－６０. [３]张文强.核心素养视域下高中化学实验教学现状与改进策略[Ｊ].新课程ꎬ２０２１(１８):３７. [４]张爱林.新课标下高中化学实验教学现状与改进策略研究[Ｄ].重庆:重庆三峡学院ꎬ２０２０. [５]林建斐.高中化学演示实验教学改进策略研究[Ｊ].高考ꎬ２０１９(３２):２０.[责任编辑:季春阳]３１１。
化学人教版高中选修4 化学反应原理化学教学论文 碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应实验的再讨论
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应实验的再讨论摘要：关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验的讨论一直受广大教师的关注，同时又是新旧教材中不可或缺的教学内容之一。
在深入分析这一实验的直接目的和间接意义的基础上，结合高中化学新课程，对已有研究中的反应速率、反应机理、反应热效应和鉴别方法等问题进行进一步的讨论与分析。
关键词：化学反应速率；热效应；鉴别关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验一直是化学教师探讨和研究的一个重要话题，问题源于人教版全日制普通高级中学教科书（必修）《化学》第一册32页的一个实验：在两支试管中分别加入3mL 稀盐酸，将两个装有0.3gNa 2CO 3或NaHCO 3粉末的小气球分别套在两支试管口。
将气球内的Na 2CO 3和NaHCO 3同时倒入试管中，观察反应现象（图1）[1]。
《化学教育》和《化学教学》也曾多次刊登相关的研究论文以改进这一实验。
由此可见，这一实验是高中化学教学的焦点问题之一。
1 已有研究的分析 大多数的研究把焦点集中在反应速率上，并建议将固体的用量由“等质量”改为“等物质的量”，将盐酸的浓度限定在“1mol •L -1以内”。
[2][3]同时也有一些研究质疑实验中通过产生气体的量比较化学反应速率是否科学？一些研究对反应的热效应进行了测定，并提出用其反应的热效应来鉴别Na 2CO 3和NaHCO 3。
总体上来说，目前的研究已经从教材实验的速率问题拓展到了热效应和鉴别问题。
普通高中课程标准实验教科书化学教材中同样涉及Na 2CO 3和NaHCO 3与盐酸反应的实验研究[4][5]，但在实验方案上作了适当的调整，或开放性地设置实验，以避免上述的质疑。
笔者认为，有必要对Na 2CO 3和NaHCO 3与盐酸反应实验的目的作进一步的分析，同时澄清热效应及鉴别方法等相关问题。
2 实验目的的解读2.1 目的之一：比较剧烈程度从原教材的实验结论“NaHCO 3和Na 2CO 3都能与稀盐酸反应，但NaHCO 3与稀盐酸的反应要比Na 2CO 3与稀盐酸的反应剧烈得多”[6]可以看出，这一实验的直接目的是为了比较反应的剧烈程度，即比较反应速率。
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应实验演示:取少量碳酸钠和碳酸氢钠分别放入两支干净的试管中，再向两支试管中分别加入少量盐酸，观察比较它们放出二氧化碳的快慢程度。
实验现象:碳酸氢钠遇到盐酸放出气体比碳酸钠剧烈得多。
实验结论:碳酸氢钠与盐酸反应放出CO2比碳酸钠与盐酸反应放出CO2快，是因为在碳酸氢钠溶液中存在碳酸氢根离子，加入盐酸后，与氢离子结合生成H2CO3，不稳定分解生成CO2。
而碳酸钠溶液中存在大量碳酸根离子，加入盐酸后，首先与氢离子结合生成碳酸氢根离子，再与氢离子结合才能生成H2CO3，所以放出CO2速度慢。
实验考点:1、强制弱原理的应用;2、弱酸的酸式盐的性质—能与强酸、强碱反应;3、弱酸跟结合氢离子是分步进行的;4、正盐和酸式盐与酸反应的剧烈程度。
经典考题:1、下面关于碳酸钠和碳酸氢钠说法不正确的是A、和同浓度的盐酸反应碳酸钠比碳酸氢钠反应剧烈B、碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠C、除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠可以直接加热D、碳酸钠和氢氧化钠之间可以相互转化。
试题难度:易2、下列物质中，既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的是 ( )A、Na2CO3B、(NH4)2CO3C、NaHCO3D、K2SO4试题难度:中3、泡沫灭火器内装的药液之一是NaHCO3饱和溶液，而不选用更廉价的Na2CO3饱和溶液，其原因是 ?质量相同的两种钠盐，NaHCO3与足量酸反应产生的CO2比Na2CO3多 ?产生同质量的CO2，消耗酸的量NaHCO3比Na2CO3少 ?NaHCO3与酸的反应比Na2CO3快得多 ?NaHCO3比Na2CO3稳定，便于长期保存A、只有??B、只有??C、???D、????试题难度:难1 答案:A解析:碳酸钠和碳酸氢钠性质的相同与不同点，属于记忆的东西。
2 答案:BC 解析:铵盐能与氢氧化钠反应，碳酸盐能与盐酸反应，HCO3,既能与酸反应又能与碱反应。
3 答案:C解析:NaHCO3的双水解反应的应用。
实验1 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应 初中化学实验报告
澄清石
碳酸钠与盐酸反应的装置
灰水
2.向盛有 0.5g 碳酸氢钠 的试管中加入 2mL 盐酸， 迅速用 带导管 的橡胶 塞 塞紧试管口，并将导管另 一端通 入盛有 澄清石 灰 水的试管中，观察现象。
化学方程式： ① ②
问题与讨论：
1.实验中为什么要“迅速” 用带导管的橡胶塞塞紧试管口？
2.碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸反应的生成物相同？原因是什么？
第十一单元
实验 1
实验类型：
验证性实验
盐
化肥
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
实验目的：
1.了解碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质； 2.认识碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸反应的现象及产物。
实验用品
试管、带导管的单孔橡皮塞、小试管； 碳酸钠、盐酸、澄清石灰水、碳酸氢钠。
实验过程：
实验步骤 1.向盛有 0.5g 碳酸钠的 试管中加入 2mL 盐酸，迅 速用带 导管的 橡胶塞 塞 紧试管口，并将导管另一 端通入 盛有澄 清石灰 水 的试管中，如下图： 实验现象 解释、结论和化学方程式 化学方程式： ① ②
对碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的质疑与研究
对碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的质疑与研究作者：孙瑜来源：《考试与评价》2019年第07期【摘要】碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应是人教版高中化学必修一中的重要实验。
笔者认为教材中该实验存在较大不足或者说有着较大的优化与创新空间，主要表现在药品的用量以及实验结果表征分析方面。
本文对该实验进行了质疑性研究并做出了简要叙述，冀对相关教学工作者有所启示。
【关键词】高中化学 ;化学实验 ;碳酸钠 ;碳酸氢钠 ;盐酸碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应是人教版高中化学必修一中的重要实验。
通常来说，学生要能够通过该实验认识碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的相似性和差异性，进而更好地掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
同时，还要通过该实验锻炼和提升预测现象，观察实验，分析讨论，得出结论的能力，并在此过程中形成安全实验的意识，感受化学的趣味性和探究性。
这可以说是本实验教学的基本目标，它同时涵盖了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三个层面。
然而我们在教学实践和观察中发现，很多教师在该实验的教学中难以全面而切实地达成上述教学目标，这其中固然有教师自身方面的原因，但我们通过深入研究和思考认为，最根本的原因实际上在于教材中的实验设计存在不完善甚至是不合理的地方，本文的主题是对该实验的质疑与研究，其主要目的即是对此进行较为深入和具体的探讨，侧重点是对药品的用量和实验结果表征的分析。
下面我们先来看教材中的实验设计。
人教版高中教材中的实验设计比较简单，思路也很明确。
首先需要注意的是其最终的实验目的，即要求学生掌握碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的区别，从而理解两者的鉴别和转化，但教材中并没有指向于此的具体实验方案，需要教师和学生进行合理设计，教材中的实验设计如下：在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各0.3gNa2CO3或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，比较它们放出CO2的快慢，如下面的图1所示。
基于手持技术的高中化学实验改进——以“碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应”为例
摘 要：实验是高中化学学科的重要教学内容，有利于培养学生的综合素质能力。
本文笔者以碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的对比实验改进为例，具体探讨了手持技术在化学实验教学中的应用及对学生化学探究能力的培养。
关键词：手持技术；高中化学；实验教学一、数字化实验在高中化学实验中应用的意义实验是化学的重要特征之一。
从2017版新课标的内容及附录可看出，每个模块都有规定的必做实验，对实验部分的要求，无论是数量还是要求都有一定质的提升。
由于实验探究的不确定性，很多教师受空间时间和硬件的限制，减少了探究实验的过程，把化学实验单纯地看作是为化学理论教学服务，是验证化学概念、化学规律等知识的工具。
手持技术的基本特点是“转定性为定量，化抽象为直观”，在实验手段上，更加体现了其多元化与现代化，从某种程度上更有利于培养学生的化学思维及素养。
大数据时代下，信息技术与学科教学广泛融合，出现了数字化实验，教师在教学过程中可以借鉴，有效实现实验教学的重难点突破。
二、实验设计过程（一）案例背景分析笔者用的教材是苏教版，化学必修1“碳酸钠的性质与应用”内容中，教材设置科学探究，对比碳酸钠和碳酸氢钠的性质，希望学生通过实验探究掌握两者的性质比较，以提高学生实验能力，培养学生的创新意识。
教材中碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应是一个定性实验，笔者通过层层递进，将其设计为定量实验。
学生已经掌握区分物质的分类，了解物质反应发生的条件和现象，掌握pH与溶液酸碱性的定性关系，有一定的判断能力、观察能力、思维能力和通过实验学习知识的能力，好奇心强、求知欲强，探究欲望异常强烈。
（二）实验改进内容1.密闭体系，用压强传感器测量压强变化判断产生气体的快慢。
2.用pH传感器和酸式滴定管探究碳酸钠溶液与盐酸反应本质。
（三）教学目标1.通过探究性实验，宏微比较碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的快慢。
2.实验中，通过对比的方法，分析现象的原因和实验本质。
3.通过实验，提高学生实验推理和科学探究的化学素养。
利用pH传感器探究碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸的反应
文章 编 号 ：１ ６ ７ 卜４ ８ ９ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ — ０ １ ２ ７ － ０ ３
３实验猜想与假设
碳 酸 钠 和 碳 酸 氢 钠 是 钠 的 重 要 化 合 物 ，它 们 作 为 钠 的
碳酸钠与盐酸反应的第二阶段和碳酸氢钠与盐酸反应过 程所用 的时间和消耗盐酸的体积，在 图像上应该基本重合 。
２ ０ １ ５ 年３ 月下 第０ ６ 期 （ 总第 ３ ６ ０ 期）
中国教 育技术装备
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１ ２ ７— —
ｐＨ １２ Ｏ
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图 １
５实验步骤
１ ）用移液 管量 取 ２ ０ ｍ ｌ ０ ． ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ的碳 酸钠 溶液到 烧 杯 中， 向烧 杯 中放入 一颗磁 子并滴 加几滴 酚酞 溶液 ，将 烧 杯放在磁力搅拌 器上， 并将 ｐ Ｈ 传 感器插入 碳酸钠溶液 中 （ 注 意 液面 应 没过 ｐ Ｈ传 感器 的玻 璃泡 ，ｐ Ｈ传感 器 不要 触到 磁
实验仪器 ｐ Ｈ传感器 ，ｐ Ｈ适配器，数据采集器 ，计算
分 两个 阶段 进行 ，形成 科 学 的认识 ， 降低学 习难 度 。
关 键词 ｐ Ｈ传感 器 ；碳 酸钠 ；碳酸 氢钠 ；稀 盐酸 中 图分 类号 ：Ｇ ６ ４ ２ ． ４ ２ ３ 文献 标 识码 ：Ｂ
机及其 相配 套 的软件 ，磁 力搅 拌器 ，磁 子 ，酸 式滴 定管 ，
氢 钠 溶 液 和 稀 盐 酸 浓 度 选 择 不 当 以 及 其 他 因 素 的 干 扰 ， 而
无法达到理想 的实验 效果。 手 持技 术 的特 点就 是将 不 易观 察 的现 象 以图像 、数字 等 形式显示 出来 。本 文利用 ｐ Ｈ传感器对它 们与盐酸 的反应
碳酸钠溶液碳酸氢钠溶液与盐酸反应的实验设计
碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的实验设计摘要：为形象直观地向学生展示碳酸钠溶液与盐酸反应分两步进行，碳酸氢钠溶液与盐酸反应只有一步，笔者设计了一套实验装置，并介绍了利用该装置，在课堂中展示碳酸钠溶液与稀盐酸反应的实验探究过程。
实践表明，该实验活动能更好地帮助学生领悟相关的化学反应原理，提升了教学效果。
关键词：碳酸钠溶液；盐酸；分步反应；实验人教版高中化学必修1第三章《金属及其化合物》第二节《几种重要的金属化合物》中有碳酸钠和碳酸氢钠的性质教学内容，但教材中并未设计碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应相关实验。
如分别向碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中逐滴滴加盐酸，理论上两溶液与盐酸反应现象是不同的，碳酸钠溶液和盐酸反应先无气体出现，当盐酸滴加到一定量时才出现二氧化碳气体，而碳酸氢钠溶液中从开始滴加盐酸就应有二氧化碳气体生成。
原因在于碳酸钠溶液和盐酸反应有两步：（1）CO2-3+H+HCO-3；（2）HCO-3+H+H2O+CO2↑，碳酸氢钠溶液与盐酸反应就一步：HCO-3+H+H2O+CO2↑。
但若用试管来演示向碳酸钠溶液逐滴滴加盐酸实验，实验结果表明，自始至终，碳酸钠溶液中均会有明显的气泡生成。
为什么实验现象与理论结果不一致？笔者认为主要原因：可能是向碳酸?c溶液中滴加盐酸后，盐酸并不能均匀快速的分散到整个碳酸钠溶液中，从而使得碳酸钠溶液局部范围内盐酸过量，连续发生两步反应，生成了二氧化碳气体。
为形象直观地向学生展示碳酸钠溶液与盐酸反应分两步进行，碳酸氢钠溶液与盐酸反应只有一步。
现设计如下实验：实验器材：相同大小的两支硬质玻璃管、两个橡胶塞、两个气球、滴定管夹、两支规格（20 mL）相同且带有针头的注射器。
实验操作步骤：1. 两支硬质玻璃管下端均用橡胶塞塞紧。
2. 向左边玻璃管中注入5 mL 1 mol/L的碳酸钠溶液，向右边玻璃管中注入5 mL 1 mol/L的碳酸氢钠溶液。
在两根玻璃管上端均套上两个规格相同的气球，并用细铁丝扎紧。
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应碳酸钠和碳酸氢钠是常见的无机化合物，在许多领域都有广泛的应用。
当它们与盐酸反应时，会发生一系列化学反应，产生不同的产物和效果。
首先，当碳酸钠（Na2CO3）与盐酸（HCl）反应时，会产生氯化钠（NaCl）、水（H2O）和二氧化碳（CO2）等产物。
这个反应是一种中和反应，碳酸钠和盐酸的中和反应常常用于中学化学实验中展示气体生成和酸碱中和的效果。
具体反应方程式可以表示为：Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2在这个反应中，碳酸钠中的碱性氢氧根离子（OH^-）会与盐酸中的酸性氢离子（H+）结合形成水。
同时，碳酸钠中的碳酸根离子（CO3^2-）与盐酸中的氯离子（Cl^-）结合形成氯化钠。
而剩余的碳酸根离子则会进一步分解产生二氧化碳气体和水。
其次，碳酸氢钠（NaHCO3）与盐酸也会发生反应。
碳酸氢钠和盐酸的反应与碳酸钠相似，同样会产生氯化钠、水和二氧化碳。
具体反应方程式可以表示为：NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2这个反应也是一种中和反应，碳酸氢钠中的碱性氢氧根离子与盐酸中的酸性氢离子结合产生水。
碳酸氢钠中的碳酸根离子（HCO3^-）则会分解为二氧化碳和水。
需要注意的是，这些反应都属于比较剧烈的反应，会产生大量气体。
在实验操作中，应该注意控制反应条件，防止溢出和喷溅。
此外，在化学实验中，我们可以通过观察气体的产生和气泡的形成来判断反应是否发生。
总结起来，碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应都是中和反应，会产生氯化钠、水和二氧化碳等产物。
这些反应在实验室中常常用来展示气体的生成和酸碱中和的效果。
此外，碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应是一种酸碱反应。
酸碱反应是化学中的重要反应类型，它涉及到酸和碱之间的化学反应，产生相应的盐和水。
在碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应中，盐酸充当酸，而碳酸钠和碳酸氢钠则充当碱。
这些反应在实际应用中也具有重要的意义。
碳酸钠与碳酸氢钠和等质量盐酸的反应
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关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验研究
人教版高中化学必修教材[1]第一册32页有这样一个实验：在两只试管中分别加入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只试管口。
将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，比较它们放出CO2的快慢。
由此实验得出的结论是：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，但NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈得多。
笔者认为该实验存在如下问题：
1 对这个实验的质疑
1.1 教材中没有指明稀盐酸的具体浓度
只要是稀盐酸就可以吗？浓度小于等于6mol/L的盐酸都是稀盐酸，笔者将6mol/L的稀盐酸同时加入Na2CO3和NaHCO3固体中，反应现象同样的剧烈，根本分辨不出Na2CO3和NaHCO3。
笔者通过大量的实验证明只有浓度小于1mol/L的稀盐酸跟Na2CO3和NaHCO3反应才能根据反应的剧烈程度区分Na2CO3和NaHCO3。
鲁科版化学新教材中把这个实验中盐酸的浓度定为
0.5mol/L，应该也是基于这方面的考虑。
1.2 用等质量的Na2CO3、NaHCO3与等量盐酸反应比较速率科学吗？
化学反应速率的快慢不仅取决于物质的性质，还与反应物的浓度有关。
0.3g Na2CO3的物质的量为0.0028mol，0.3g NaHCO3的物质的量为0.0036mol，加入3mL稀盐酸后，如果不考虑溶液体积变化，Na2CO3的物质的量浓度为0.93mol/L，NaHCO3的物质的量浓度为1.2mol/L，由此NaHCO3与等量盐酸反应来比较反应速率是不科学的。
1.3 通过产生气体的量比较反应速率科学吗？
根据化学反应方程式，盐酸浓度为1mol/L（该浓度可以根据与盐酸的反应现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠）时：
上述两个反应盐酸的量都是不足的，产生气体的量应该由盐酸的量来计算，而盐酸的量是相同的，因此在不考虑误差的情况下，气球胀得应该是一样大的。
若盐酸是足量的，NaHCO3比Na2CO3产生的CO2气体多，是因为等质量的Na2CO3物质的量比NaHCO3物质的量小，跟反应速率是没有关系的，所以用产生气体的量来比较反应速率也是不科学的。
2 Na2CO3和NaHCO3与20mL 6mol／L盐酸反应热效应的定量测定
在实验过程中发现，Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸反应的热效应是明显不同的，Na2CO3与稀盐酸反应有明显的放热现象，而NaHCO3与稀盐酸反应有明显的吸热现象，关于这一点有关资料也提到了，但是未见有对其热效应进行系统定量研究的。
笔者设计了如下实验，用定量研究的方法来证明二者与稀盐酸反应的热效应不同：分别取两只试管，加入等质量的Na2CO3和NaHCO3固体，通过滴液漏斗以相同的速率滴加20mL 6mol/L盐酸，由温度计的温度变化比较二者热效应的不同。
实验装置如下：
实验结果见表1：
表1 相同质量的Na2CO3、NaHCO3与20mL 6mol/L
盐酸反应的温度变化（室温15℃）
（20mL6mol/L 盐酸与6gNa2CO3 、NaHCO3、应都是足量）
通过实验结果我们可以看出，随着反应物质量的逐渐增加，反应后溶液的温度变化逐渐明显；这能不能就说明Na2CO3与稀盐酸反应是一个放热过程，而NaHCO3与稀盐酸反应就是一个吸热过程呢？有没有可能是固体溶于水的热效应呢？于是又做了如下对照实验：分别将同样质量的Na2CO3 、NaHCO3固体溶于20mL的水中，测量溶液的温度变化，实验结果见表2：
表2 相同质量Na2CO3 、NaHCO3溶于水的温度变化
（注：20℃时，NaHCO3的溶解度为9.6g/100g水，随着温度的降低NaHCO3的溶解度逐渐减小，故15℃时，3g NaHCO3溶于20mL水后即形成了饱和溶液，再增加NaHCO3的质量，溶液温度不再变化）
通过以上结果可以看出，Na2CO3溶于水伴有一定的放热现象，NaHCO3溶于水伴有一定的吸热现象，因为Na2CO3中的碳酸根离子为价阴离子，溶解时水合热较大，对外表现放热，NaHCO3的晶体中碳酸氢跟与氢键相连，在溶解的过程中需要吸收一定的热量来破坏氢键，碳酸氢跟水解也吸收一定的热量，所以对外表现为吸热，但是对比两组实验的数据，我们可以看到Na2CO3跟稀盐酸反应也是放热反应；而NaHCO3跟稀盐酸反应以后，溶液的降温幅度比溶于水后的降温幅度更大，NaHCO3跟稀盐酸反应是吸热反应。
我们可以从这两个反应的标准摩尔反应焓变找到原因：
①
②
表3 几种物质标准状况下的生成焓（数据来源于[2]）
根据公式：
反应①
反应②
（，此反应为吸热反应。
）
3 鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法
基于以上的实验及分析，笔者提出了鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法：在两只小烧杯中，各加入9mL 6mol/L盐酸，分别向其中加入3g Na2CO3、NaHCO3固体，迅速将小烧
杯放在事先已经滴有6滴水的玻璃片上，随着反应的进行，由于NaHCO3与稀盐酸反应吸收热量而使玻璃片上的水结冰，从而将玻璃片与小烧杯粘在一起，Na2CO3与稀盐酸反应则使烧杯发烫。
（实验时的室温为23℃）。