酸碱盐知识是初中化学的重点和难点,而碱则是酸碱盐知识的核心,碱的性质及其与酸、盐知识的联系是学习的关键,有关氢氧化钠性质的问题探究恰恰是考试的热点。所以,我们就有必要抓住有关氢氧化钠的相关问题,进行小题大做、借题发挥。
比如经常见到一个小问题:氢氧化钠为什么要密封保存?答案也很简单:因为氢氧化钠易吸收空气中的水蒸气而潮解,又易和空气中的二氧化碳反应而变质。对待这个问题,我们就不能只停留在问题的表面,而是要借题发挥,以求更加深刻全面的认识,向问题的纵深处进一步探究。
1. 怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳能反应?反应生成了什么 ?
2.如何证明长期放置的氢氧化钠溶液是否变质了?
3. 如何除去氢氧化钠溶液里面的杂质?
例题1 为了探究氢氧化钠和二氧化碳确实能反应,某实验小组的同学设计出了几种实验装置,如下图所示:
①②③④
?
(1) 选择任一种实验装置,简述出现的实验现象,解释产生该实验现象的原因:选择的实验装置,实验现象为,原因是 。
(2) 某学生对上述实验设计有怀疑,质疑的依据是 。
(3) 在原实验的基础上,请你设计实验方案进一步证明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了化学反应: 。
简析:(1) 氢氧化钠和二氧化碳反应生成可溶性的碳酸钠,没有任何现象,所以要靠间接观察法证明其能反应。以上4种设计,都是利用了氢氧化钠和二氧化碳反应后,密闭容器内的气压减小:① 试管内的页面上升,② 塑料瓶被压扁,③ 气球变大,④ 水倒流到锥形瓶。(2) 某学生对上述实验设计质疑,质疑的依据:二氧化碳是能溶于水的,二氧化碳溶解同样可以导致气压减小,出现以上各种现象。(3) 在原实验的基础上,进一步证明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了化学反应:可以考虑检验生成物碳酸钠的存在,即向反应后的溶液中滴加稀盐酸,看是否有气泡冒出。也可以考虑做对比实验验,即用同样多的水和氢氧化钠溶液,分别吸收二氧化碳,看现象的明显程度。
例题2 一天,实验助手小娟,和老师一起检查每个实验桌的仪器药品,看到了一个不和谐的“音符”。(如右图)
(1) 此情景小娟首先想到该试剂可能变质了,变质的化学方程式为
(2) 围绕这瓶氢氧化钠是否变质的问题,小娟利用实验室的几种试剂(稀盐酸、澄清的石灰水、氯化钙溶液、酚酞试液)展开了探究活动。取少量的溶液于试管中,滴加某种试剂,观察现象,结论是变质了。你认为她选的试剂是,现象是。
(3) 小娟进一步想,这瓶氢氧化钠溶液是否完全变质了呢,即是否尚有氢氧化钠存在呢?请你帮助小娟完成以下实验探究方案:
探究的目的探究步骤预计现象
除尽溶液中的碳酸钠①取少量溶液于试管中,滴加足量的试剂有白色沉淀产生
证明溶液中尚存在氢氧化钠②向实验①所得溶液中滴加 ?
简析:(1) 此情景显然违背了操作规程,首先想到该试剂可能会和空气里的某种物质发生反应变质了,根据氢氧化钠的性质很容易想到和二氧化碳反应变质,化学方程式为:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。(2) 检验氢氧化钠是否变质,实际上就是检验碳酸钠的存在,考虑碳酸钠的性质可以与某些酸、碱、盐的反应,且伴随的现象,稀盐酸、澄清的石灰水、氯化钙溶液都可以;而酚酞试液不可以,因为氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性,都使酚酞试液变红色。(3) 进一步探究,这瓶氢氧化钠溶液是否尚有氢氧化钠存在,必须明确两点:①排除碳酸钠的干扰。选取的试剂必需同时满足:能除掉碳酸钠,不能和氢氧化钠反应,且不能有碱性物质生成。因此,不能使用酸或碱类,只能用盐类,如氯化钙、氯化钡等。?②用酚酞试液检验氢氧化钠的存在。当排除了碳酸钠的干扰后,滴加酚酞试液,显红色即可证明尚有氢氧化钠存在。
例题3 要除去长期存放氢氧化钠溶液里面的杂质,可以向变质的氢氧化钠溶液里加入适量的 (稀盐酸、澄清的石灰水、氯化钙溶液),然后经过(操作)即可。
简析:长期存放氢氧化钠溶液很容易和空气里的二氧化碳反应,生成碳酸钠杂质。要除去杂质就要遵循的原则:不增(不增加新的杂质)、不减(不减少原物质,即所加试剂不和原物质反应)、易得(原物质易于从反应后的物质中分离出来)。结合所给的几种试剂考虑:稀盐酸能和氢氧化钠反应,氯化钙和碳酸钠反应后引入新杂质氯化钠,只有澄清的石灰水与碳酸钠反应后生成了氢氧化钠,不引入新杂质,且另一种生成物碳酸钙是沉淀,易于分离。故可选澄清的石灰水,然后经过滤即可。
(刘崇贵 山东省枣庄市市中区西王庄中学 277118)