碳酸氢钠与盐酸反应
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2023年2月23日发(作者：二胡十大名曲)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（Na
2
CO
3
）和碳酸氢钠（NaHCO
3
）,设计了如下实验：【实验2-7】在两
只试管中分别加入3ml稀盐酸，将两个各装有0.3gNa
2
CO3和NaHCO
3
粉末的小气球分别套在两只试管
口。将气球内的Na
2
CO
3
和NaHCO
3
同时倒入试管中，比较它们放出CO
2
的快慢②。由此实验得出的结论
是：Na
2
CO
3
和NaHCO
3
都能与稀盐酸反应，但NaHCO
3
与稀盐酸的反应要比Na
2
CO
3
与稀盐酸的反应剧
烈的多。之所以能得出这样的结论，是因为NaHCO
3
与稀盐酸反应放出的气体把气球充得更大，以此来区
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
3
和Na
2
CO
3
固体中，反应现象都是同样的剧烈，
基本分辨不出NaHCO
3
和Na
2
CO
3
，且产生的CO
2
气体都能把气球充起来；只有浓度小于1mol/L的稀盐
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。0.3gNaHCO
3
与足量的稀盐酸
产生的气体量比0.3gNa
2
CO
3
与足量的稀盐酸产生的气体量多1/4，所以即使Na
2
CO
3
和NaHCO
3
与盐酸
的反应速度一样，我们也是观察到NaHCO
3
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
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1gNa
2
CO
3
和NaHCO
3
固体，分液漏斗中分别盛有10ml、2mol/L稀盐酸，之所
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：Na
2
CO
3
和NaHCO
3
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Na
2
CO
3
和NaHCO
3
的，但是1gNa
2
CO
3
和NaHCO
3
与10ml、2mol/L完全反应的时间是不同的，且反应后溶液
的温度发生了明显的变化，1gNa
2
CO
3
与10ml稀盐酸完全反应用时2分钟，温度由室温26℃升高至30℃，
升高了4℃，用手触摸式管底部，可以明显的感觉到试管变热；1gNaHCO
3
与10ml稀盐酸完全反应用时
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，Na
2
CO
3
和NaHCO
3
与稀盐酸伴随着明显的吸热和放热现象，我们可
以从这两个反应的标准摩尔反应焓变来解释这一现象：
Na
2
CO
3
(s)+2H+=2Na++H
2
O(l)+CO
2
(g)①
NaHCO
3
(s)+H+=Na++H
2
O(l)+CO
2
(g)②
物质Na
2
CO
3
(s)NaHCO
3
(s)H+H
2
O(l)Na+CO
2
(g)
△
r
H
m,298
（KJ/mol）
－1130.68－947.70－285.83－239.66－393.51
（数据来源于③）根据公式：△
r
H
m
=∑(△
f
H
m
)产物－∑(△
f
H
m
)反应物
反应①的△
r
H
m,298
=[2×(－239.66)＋(－285.83)＋(－393.51)]－[(－1130.68)＋2×0]=－
27.98KJ/mol(△
r
H
m
﹤0，此反应为放热反应)
反应②△
r,298
=[(－239.66)＋(－285.83)＋(－393.51)]－[(－947.7)＋0]=28.7KJ/mol(△
r
H
m
﹥0，此反应为吸
热反应)
通过计算，可以很好的解释了Na
2
CO
3
和NaHCO
3
固体与稀盐酸反应的热效应的不同，为区分碳酸钠
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。