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鋁罐凹縮---氫氧化鈉吸收二氧化碳氣體
by yangsp, 2011-05-26 20:26:33, 人氣(4917)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:黃玉菁  E424006


鋁罐凹縮---氫氧化鈉吸收二氧化碳氣體

簡介

取一鋁罐,讓它充滿二氧化碳,再加入氫氧化鈉溶液並搖晃後,將鋁罐封口,結果發現鋁罐將逐漸凹縮,並會發出聲響。

示範步驟

1. 組裝二氧化碳製造裝置。
2. 取一空的鋁罐,將橡皮管插入鋁罐的底部。
3. 製造裝置內放碳酸鈣粉末或大理石數顆,由薊頭漏斗滴加約2M鹽酸。開始收集時,橡皮管應左右輕搖以趕走鋁罐內的空氣。
4. 將點燃的火柴置於鋁罐口,檢驗二氧化碳是否充滿整個鋁罐。
5. 確定二氧化碳充滿整個鋁罐後,將鋁罐傾斜約 30 度,小心地倒入氫氧化鈉溶液。
注意:傾倒時,若不小心沾濕瓶口,則應立即用衛生紙拭淨。
6. 立即用膠布將瓶口封住,將鋁罐拿取並左右搖晃,觀察鋁罐有何變化?
圖一 圖二 圖三
圖四 圖五 圖六

溶液和器材

1.
二氧化碳製造裝置一組(含薊頭漏斗與錐形瓶、橡皮導管)。
2.
約 2 M 的鹽酸:50 mL 的濃鹽酸用水稀釋到 250 mL。
3.
碳酸鈣粉末若干。
4.
氫氧化鈉溶液:取約 2.5 g 氫氧化鈉固體溶於 10 mL 水中。
5.
鋁罐一個。
6.
膠布一捲。

原理和概念

1. 氫氧化鈉與二氧化碳反應式為: 
         NaOH(aq) + CO2(g) → NaHCO3(aq)
         NaHCO3(aq) + NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l)
2. 鋁罐之所以會凹縮,是因為鋁罐裡面原本充滿二氧化碳,壓力與大氣壓相等。待加入氫氧化鈉後,二氧化碳和氫氧化鈉作用,鋁罐內二氧化碳減少,氣壓也跟著減少。鋁罐會受外界大氣壓力作用而凹縮。

教學提示

1. 用膠布封住鋁罐口之前,應先擦淨罐口周圍,避免膠布黏得不緊而脫落。
2. 在貼膠布的過程中,要將鋁罐平置於桌上。尤其要注意:凹痕處要緊貼。
3. 在搖晃過程中,鋁罐會突然變扁,應提高警覺,以防被嚇到。

問題和參考答案

1. 請問氫氧化鈉和二氧化碳作用的反應式?
答:          NaOH(aq) + CO2(g) → NaHCO3(aq)
         NaHCO3(aq) + NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l)
2.  為何鋁罐會凹縮?
答: 鋁罐之所以會凹縮,是因為鋁罐裡面原本充滿二氧化碳,壓力與大氣壓相等。待加入氫氧化鈉後,二氧化碳和氫氧化鈉作用,鋁罐內二氧化碳減少,氣壓也跟著減少。鋁罐會受外界大氣壓力作用而凹縮。

參考資料

1. 楊瑞典,示範實驗:氣體分子數和壓力的關係,科學教育月刊,第86期,民74年11月。

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 ˇ大學普通化學

安全

 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。
 

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