碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的比较

碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的比较碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的比较人民教育出版社经全国教材审定委员会2002年审查通过的全日制普通高级中学教科书(必修)化学第一册第32页为了区分碳酸钠(NaCO)和碳酸氢钠(NaHCO),设计了如下实验:【实验2-7】在两233 只试管中分别加入3ml稀盐酸，将两个各装有0.3g NaCO3和NaHCO粉末的小气球分别套在两只试管23 ?口。将气球内的NaCO和NaHCO同时倒入试管中，比较它们放出CO的快慢。由此实验得出的结论2332 是:NaCO和NaHCO都能与稀盐酸反应，但NaHCO与稀盐酸的反应要比...

碳酸钠和碳酸氢钠与稀盐酸反应的比较人民教育出版社经全国教材审定委员会2002年审查通过的全日制普通高级中学教科书(必修)化学第一册第32页为了区分碳酸钠(NaCO)和碳酸氢钠(NaHCO), 设计了如下实验:【实验2-7】在两233 只试管中分别加入3ml稀盐酸，将两个各装有0.3g NaCO3和NaHCO粉末的小气球分别套在两只试管23 ?口。将气球内的NaCO和NaHCO同时倒入试管中，比较它们放出CO的快慢。由此实验得出的结论2332 是:NaCO和NaHCO都能与稀盐酸反应，但NaHCO与稀盐酸的反应要比NaCO与稀盐酸的反应剧233323烈的多。之所以能得出这样的结论，是因为NaHCO与稀盐酸反应放出的气体把气球充得更大，以此来区3 分碳酸氢钠和碳酸钠，笔者对这个实验有如下疑问:(1)教材中只是说用稀盐酸，没有具体指出盐酸的浓度，这在实验的过程中广大教师不好把握。事实上，浓度小于6mol/L的盐酸都是稀盐酸，2mol/L的盐酸是比较稀的盐酸，但是2mol/L的稀盐酸同时加入NaHCO和NaCO固体中，反应现象都是同样的剧烈，323 基本分辨不出NaHCO和NaCO，且产生的CO气体都能把气球充起来;只有浓度小于1mol/L的稀盐3232 酸跟碳酸钠和碳酸氢钠反应才能从反应的剧烈程度区分开来，用浓度小于6mol/L且大于1mol/L的稀盐酸来演示这个实验是观察不到教材上所说的那种现象的。(2)从肉眼观察的反应的剧烈程度，主要是根据产生气体的量，这在观察的过程中由于人的眼睛的功能有限，容易产生误差。0.3g NaHCO与足量的稀盐酸3产生的气体量比0.3g NaCO与足量的稀盐酸产生的气体量多1/4，所以即使NaCO和NaHCO与盐酸23233的反应速度一样，我们也是观察到NaHCO与盐酸的反应剧烈一些，这也是定性实验的缺点。笔者在实验3 过程中发现，碳酸氢钠和碳酸钠与稀盐酸反应的热效应是明显不同的，碳酸氢钠与稀盐酸反应有明显的吸热现象，而碳酸钠与稀盐酸反应有明显的放热现象，我们设计了如下实验，用定量研究的方法来证明:分别用两只具支试管，各用一个与具支试管配套的双孔塞子，一个孔中装一支温度计，另一个孔中装一个分液漏斗。实验装置如下: 两只具支试管中分别加入1g NaCO和NaHCO固体，分液漏斗中分别盛有10ml、2mol/L稀盐酸，之所233 以用具支试管，是为了便于产生的气体逸出。同时打开两个漏斗的活塞，把10ml稀盐酸完全放出，会观察到:NaCO和NaHCO与稀盐酸地反应同样剧烈，这时候仅从反应的剧烈程度是不能区分出NaCO32332和NaHCO的，但是1g NaCO和NaHCO与10ml、2mol/L完全反应的时间是不同的，且反应后溶液3233 的温度发生了明显的变化，1g NaCO与10ml稀盐酸完全反应用时2分钟，温度由室温26?升高至30?，23 升高了4?，用手触摸式管底部，可以明显的感觉到试管变热;1g NaHCO与10ml稀盐酸完全反应用时3 1分钟，温度由室温26?降低至20?，降低了6?，这时候用手触摸试管底部，会感觉到试管底部变得非常凉，从温度变化我们可以看到，NaCO和NaHCO与稀盐酸伴随着明显的吸热和放热现象，我们可233 以从这两个反应的标准摩尔反应焓变来解释这一现象: ++NaCO(s)+2H=2Na+HO(l)+CO(g) ? 2322 ++ NaHCO(s)+H=Na+HO(l)+CO(g) ? 322 ++NaCO(s) NaHCO(s) H HO(l) Na CO(g) 23322物质 ?Hrm,2980 ,1130.68 ,947.7 ,285.83 ,239.66 ,393.51 (KJ/mol) (数据来源于?)根据公式:?H=?(?H)产物,?(?H)反应物 rmfmfm 反应?的?H=[2×(,239.66)，(,285.83)，(,393.51)],[(,1130.68)，2×0]= ,rm,298 27.98KJ/mol(?H，0，此反应为放热反应) rm 反应??=[(,239.66)，(,285.83)，(,393.51)],[(,947.7)，0]=28.7 KJ/mol(?H，0，此反应为吸r,298rm热反应) 通过计算，可以很好的解释了NaCO和NaHCO固体与稀盐酸反应的热效应的不同，为区分碳酸钠233 和碳酸氢钠提供了一个比较好的方法，本实验采用的是定量研究的方法，广大教师在教学的过程中可以运用这个结论:碳酸钠与稀盐酸反应是放热反应，碳酸氢钠与稀盐酸反应是吸热反应来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠这两种物质，这也是把定量研究的成果运用到定性实验中。广大教师在实验的过程中，可以不用分液漏斗，而直接向具支试管中加入稀盐酸，然后迅速塞上带有温度计的橡胶塞，实验效果也非常好。

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