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1、
有關(guān)氫氧化鈉變質(zhì)的探究
一、氫氧化鈉變質(zhì)的原因:
1.氫氧化鈉的吸水潮解現(xiàn)象屬于物理變化,而與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉才是化學(xué)變化。反應(yīng)化學(xué)方程式為:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。所以氫氧化鈉固體必須 ???保存。
2.實(shí)驗(yàn)室盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,而是用橡皮塞。其原因是在常溫下,氫氧化鈉能與玻璃中的二氧化硅緩慢地發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物使瓶口與瓶塞黏合在一起,其反應(yīng)化學(xué)方程式為:SiO2 + 2NaOH=X + H2O,試推斷X的化學(xué)式為? ????。
【常見陷阱】
①氫氧化鈉溶液敞口放置,溶液質(zhì)量會(huì)減小。
注意:露置的氫氧化鈉溶液既吸收空氣中的水分,又吸收空
2、氣中的二氧化碳,造成溶液質(zhì)量增加。
②盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶用玻璃塞。
注意:常溫下NaOH能與玻璃中的SiO2發(fā)生反應(yīng),使瓶口與瓶塞黏合在一起。
二、如何檢驗(yàn)氫氧化鈉變質(zhì):
【分析】我們只要驗(yàn)證固體中是否含有碳酸鈉就能知道氫氧化鈉的變質(zhì)情況。但由于氫氧化鈉和碳酸鈉都是白色固體且都易溶于水,一般不通過物理方法進(jìn)行鑒別。
【方法】1.加酸,如稀鹽酸? 現(xiàn)象:有氣泡產(chǎn)生。 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2.加堿,如Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液?? 現(xiàn)象:有白色沉淀產(chǎn)生。
Ca(OH)2+ Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH; Ba(OH)2+
3、Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH。
3.加鹽,如CaCl2或Ca(NO3)2溶液、BaCl2或Ba(NO3)2溶液。 現(xiàn)象:有白色沉淀產(chǎn)生。
Na2CO3+ CaCl2 =CaCO3↓+2NaCl或Na2CO3+ Ca(NO3)2 =CaCO3↓+2NaNO3;
Na2CO3+ BaCl2 =BaCO3↓+2NaCl或Na2CO3+ Ba(NO3)2 =BaCO3↓+2NaNO3。
【常見陷阱】
①直接加入無色酚酞,觀察到無色酚酞變紅,就說氫氧化鈉變質(zhì)。
注意:碳酸鈉溶液也是堿性的,也能使無色酚酞變紅
②滴加幾滴稀鹽酸,沒有看到氣泡,就說氫氧化鈉沒有變質(zhì)
注意:鹽酸先與氫
4、氧化鈉反應(yīng),后與碳酸鈉反應(yīng),少量的稀鹽酸可能先與氫氧化鈉反應(yīng)了,所以看不到氣泡。
【作者看法】
1.如果用鹽酸來檢驗(yàn)時(shí),所取鹽酸的量必須過量。
實(shí)際操作時(shí)當(dāng)Na2CO3的質(zhì)量較多,而鹽酸的質(zhì)量較少時(shí),也有可能發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,此時(shí)并沒有產(chǎn)生氣泡。等鹽酸的量比較多時(shí)會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng):NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
2.關(guān)于鹽的選擇,最好選取BaCl2,不宜用CaCl2。
因?yàn)橄虼郎y(cè)溶液中加入CaCl2溶液后,即使NaOH固體沒有變質(zhì),也可能會(huì)有白色渾濁出現(xiàn)。原來是,當(dāng)加入的CaCl2溶液中的Ca2+與NaOH中的OH--的濃度比
5、較大時(shí),也會(huì)因?yàn)橐欢囟认翪a(OH)2的溶解度相對(duì)比較小,而有部分Ca(OH)2晶體析出,使得溶液中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,導(dǎo)致判斷結(jié)果錯(cuò)誤。
三、如何檢驗(yàn)氫氧化鈉部分變質(zhì):
【分析】樣品溶液中溶質(zhì)的成分
1.如果氫氧化鈉溶液是部分變質(zhì),溶液中的溶質(zhì)是碳酸鈉(Na2CO3)和氫氧化鈉(NaOH) 混合物;
2.如果氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì),溶液中的溶質(zhì)是碳酸鈉(Na2CO3);
3.如果氫氧化鈉溶液是沒有變質(zhì),溶液中的溶質(zhì)是氫氧化鈉(NaOH);
因此,要想檢驗(yàn)氫氧化鈉(NaOH)是否存在,必須要除去碳酸鈉(Na2CO3)的干擾。
【實(shí)驗(yàn)操作】
1.先除去碳酸鈉(Na2CO3)。試劑:加
6、入足量的氯化鋇溶液(或氯化鈣溶液),過濾。
2.檢驗(yàn)氫氧化鈉(NaOH)的存在。試劑:向所得濾液中加入無色酚酞(或硫酸銅溶液)。
現(xiàn)象1:①產(chǎn)生白色沉淀,②無色酚酞變紅(或產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀)。
結(jié)論:氫氧化鈉部分變質(zhì)。
現(xiàn)象2:①產(chǎn)生白色沉淀,②無色酚酞不變色(或不產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀)。
結(jié)論:氫氧化鈉完全變質(zhì)。
【常見陷阱】
①直接加入無色酚酞,觀察到無色酚酞變紅,就說氫氧化鈉變質(zhì)。
注意:碳酸鈉溶液也是堿性的,也能使無色酚酞變紅。
②不是加入鹽,而是加酸或堿;注意:檢驗(yàn)部分變質(zhì),只能加鹽。
除去碳酸鈉時(shí),不能用Ca(OH)2(氫氧化鈣),因?yàn)闅溲趸}與碳酸鈉反應(yīng)會(huì)生成新的
7、氫氧化鈉,會(huì)干擾對(duì)氫氧化鈉的檢驗(yàn)。反應(yīng)方程式Ca(OH)2+ Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。
除去碳酸鈉時(shí),不能用酸,因?yàn)樗嵯扰c氫氧化鈉反應(yīng),后與碳酸鈉反應(yīng)。
③不是加入足量的鹽,而是少量的鹽;注意:鹽必須足量,原因是要排除碳酸鈉的干擾。
四、探究如何除去部分變質(zhì)后的雜質(zhì):
1.將變質(zhì)后的氫氧化鈉固體充分溶解在水中;
2.加入適量的Ca(OH)2溶液(石灰水)或Ba(OH)2溶液;
3.過濾后可得到氫氧化鈉溶液;若將溶液蒸發(fā)溶劑便得到氫氧化鈉固體。反應(yīng)化學(xué)方程式為:Ca(OH)2+ Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;Ba(OH)2+ Na2CO3=BaCO3↓+2N
8、aOH。
【常見陷阱】
注意:如果除雜,只能加堿
①不能選用鹽酸或硫酸等酸溶液,因?yàn)樗崤c碳酸鈉反應(yīng)的同時(shí)也會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng),而且會(huì)生成NaCl或Na2SO4,引入了新的雜質(zhì)。
②不能用氯化鈣等鹽溶液,因?yàn)樗鼈儠?huì)和碳酸鈉反應(yīng)生成了NaCl,引入了新的雜質(zhì)。
當(dāng)我們明確知道NaOH中已經(jīng)出現(xiàn)了Na2CO3雜質(zhì),在探討如何除去雜質(zhì)時(shí),可以這樣考慮:變質(zhì)后的NaOH溶液中會(huì)有較多的CO32-,可以加入含Ca2+或Ba2+的溶液,與CO32-結(jié)合成沉淀,通過過濾而除去。為了不再引入新的雜質(zhì),考慮到原來NaOH溶液中存在OH-,所以可以加入適量的Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液就可以除去其
9、中的Na2CO3雜質(zhì)了。
此時(shí)選用Ba(OH)2溶液的效果比較好。因?yàn)?,一定溫度下Ca(OH)2溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)比較小,溶液相對(duì)比較稀,除去雜質(zhì)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如用Ba(OH)2溶液好。
鞏固練習(xí)
1.小明和他的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)上一次實(shí)驗(yàn)后忘記塞上瓶塞的氫氧化鈉溶液的試劑瓶瓶口周圍有一些白色固體。他們懷疑氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì),于是進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
【提出問題】氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?
【提出猜想】
① 該氫氧化鈉溶液沒有變質(zhì);② 該氫氧化鈉溶液部分變質(zhì);③ 該氫氧化鈉溶液全部變質(zhì)。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
化學(xué)方程式
(1)
取少量溶液于試管中,滴加無色酚
10、酞溶液
無色酚酞變紅
(2)
取少量溶液于試管中,滴加稀鹽酸
有氣泡產(chǎn)生
【討論】小明同學(xué)認(rèn)為,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)(1)(2)可推斷,猜想②正確。而小張則認(rèn)為猜想③也可能正確,理由是 。于是小王又設(shè)計(jì)了如下補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):
(1)取原溶液少量于試管中,逐滴加入BaCl2溶液至 。靜置,分層。
(2)取上層清液,向其中加入CuSO4溶液,若有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,則說明氫氧化鈉溶液部分變質(zhì),化學(xué)方程式:
11、 。反之則說明氫氧化鈉溶液已經(jīng)全部變質(zhì)。
【反思】該氫氧化鈉溶液變質(zhì)的原因可能是(用化學(xué)方程式表示): 。
2.化學(xué)課后,化學(xué)興趣小組的同學(xué)在整理實(shí)驗(yàn)桌時(shí),發(fā)現(xiàn)有一瓶氫氧化鈉溶液沒有塞橡皮塞,征得老師同意后,開展了以下探究:
[提出問題1] 該氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)了呢?
[實(shí)驗(yàn)探究1]
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加稀鹽酸,并不斷振蕩。
有氣泡冒出。
氫氧化鈉溶液一定變質(zhì)了。
[提出問題2] 該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)呢?
[猜想與假設(shè)]
猜
12、想1:氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)。 猜想2:氫氧化鈉溶液全部變質(zhì)。
[查閱資料] (1) 氯化鈣溶液呈中性。
(2) 氯化鈣溶液能與碳酸鈉溶液反應(yīng):CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
[實(shí)驗(yàn)探究2]
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液,并不斷振蕩。
有 生成。
說明原溶液中一定有碳酸鈉。
(2)取步驟(1)試管中的少量上層清液,滴加酚酞溶液。
溶液變紅色。
說明原溶液中一定有 。
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論] 該氫氧化鈉溶液 (填“部分”或“全部”)變質(zhì)。
[反思與評(píng)價(jià)]
13、 (1)氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì),請(qǐng)寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
。
(2)在上述[實(shí)驗(yàn)探究2]中,小明提出可用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液,
你認(rèn)為該方案 (填“可行”或“不可行”)。
[理解與應(yīng)用] 氫氧化鈉溶液容易變質(zhì),必須密封保存。實(shí)驗(yàn)室必須密封保存的藥品還有很多,試另舉一例: 。
3.化學(xué)興趣小組的同學(xué)做中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),將稀鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中,看到有氣泡產(chǎn)生。是不是拿錯(cuò)了藥品?經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)沒有拿錯(cuò)藥品,而是氫氧化鈉溶液變質(zhì)了。
【分析】氫氧化鈉溶液變質(zhì)的原因是____________。
【提出
14、問題】該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)?
【查閱資料】①已知反應(yīng):(白色)
②氯化鋇溶液呈中性。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】依據(jù)查閱的資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加過量氯化鋇溶液,并不斷振蕩。
有白色沉淀產(chǎn)生。
說明原溶液中一定含有____________。
(2)?。?)試管中的上層清液滴加酚酞
試液。
溶液變紅色。
則溶液中一定含有____________。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該興趣小組的同學(xué)得出的結(jié)論是:氫氧化鈉溶液____________變質(zhì)(填“部分”或“全部”)。實(shí)驗(yàn)中加入過量氯化鋇的目的是
【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)】該小組同學(xué)用變質(zhì)的溶液制取不含雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液,繼續(xù)完成中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你幫助他們解決下列問題:
(1)除去氫氧化鈉溶液中存在的上述雜質(zhì)可加入適量的____________。
(2)借助于____________可判斷鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)。
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