章永軍

（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇 蘇州 215021）

一、問題的提出

在一節(jié)復(fù)習(xí)課上和學(xué)生討論了這樣一道題目：現(xiàn)有一瓶因長期露置在空氣中而變質(zhì)的氫氧化鈉溶液。

（1）如何用實(shí)驗(yàn)方法證明該氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)？ 簡要敘述實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象，寫出有關(guān)化學(xué)方程式。

（2）如何除去該氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)？ 簡要說明實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象，并寫出有關(guān)化學(xué)方程式。

在回答第一小問題時(shí)， 主要總結(jié)了以下三種方法。方法一：取樣品，加入稀鹽酸或稀硫酸，如果看到有氣泡，則氫氧化鈉已變質(zhì)；方法二：取樣品，滴加氫氧化鈣溶液，如果產(chǎn)生沉淀，則已變質(zhì)；方法三：取樣品，滴加氯化鋇溶液或氯化鈣溶液，如果產(chǎn)生沉淀，則已變質(zhì)。

二、對以上結(jié)論進(jìn)行反思，事實(shí)果真如此？

筆者進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：首先取剛開封的氫氧化鈉固體，用蒸餾水配成8%的氫氧化鈉溶液。

實(shí)驗(yàn)1.取樣品滴加氯化鋇溶液，無沉淀生成，說明該氫氧化鈉基本不變質(zhì)。 另取樣品，滴加氯化鈣溶液，有大量的白色沉淀生成（原因：2NaOH+CaCl2=Ca（OH）2↓+2NaCl），這說明用氯化鈣溶液無法檢驗(yàn)出氫氧化鈉溶液中的碳酸鈉。

實(shí)驗(yàn)2.取上述8%的氫氧化鈉溶液，滴加飽和石灰水，也產(chǎn)生白色沉淀。 氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么白色沉淀是什么呢？ 通過查閱相關(guān)資料得到，根據(jù)同離子效應(yīng)，氫氧化鈣在氫氧化鈉溶液里溶解度很小，也會(huì)析出得到氫氧化鈣沉淀。 此實(shí)驗(yàn)說明用飽和石灰水也無法證明氫氧化鈉溶液里的碳酸鈉。

實(shí)驗(yàn)3.仍取上述配好的氫氧化鈉溶液，加入碳酸鈉溶液，再滴加5%的氯化鋇溶液，有大量的白色沉淀生成。說明：用5%氯化鋇溶液可以檢驗(yàn)氫氧化鈉中的碳酸鈉。

實(shí)驗(yàn)4.再取上述8%的氫氧化鈉溶液，滴入1-2 滴酚酞試劑，滴加稀鹽酸至紅色消失，基本無氣泡產(chǎn)生。 再從剛開封的試劑瓶中取出氫氧化鈉固體，直接滴加稀鹽酸，產(chǎn)生大量的氣泡。 這說明，該氣泡應(yīng)該不是二氧化碳?xì)怏w，那怎么會(huì)有氣泡產(chǎn)生呢？ 原因分析：氫氧化鈉固體和稀鹽酸反應(yīng)放出大量的熱，使少量的稀鹽酸溫度迅速升高，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到沸騰，所以產(chǎn)生了“氣泡”的假象。 所以：用稀鹽酸直接滴加到氫氧化鈉固體中，也不能證明氫氧化鈉固體中是否含有碳酸鈉。

實(shí)驗(yàn)5.同樣取上述8%的氫氧化鈉溶液加入一定量的碳酸鈉溶液，逐滴加入稀鹽酸至過量，開始?xì)馀莶幻黠@，后來有大量的氣泡產(chǎn)生。 可見用稀鹽酸來檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液里的碳酸鈉時(shí)， 應(yīng)該先將氫氧化鈉配成溶液，再滴加過量稀鹽酸或稀硫酸。

三、檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液已明顯變質(zhì)的各試劑的濃度范圍

實(shí)驗(yàn)1： 在室溫下配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%的氯化鋇溶液和氯化鈣溶液。 分別滴加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為4%的氫氧化鈉溶液和自來水中。 實(shí)驗(yàn)記錄如下表：

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通過實(shí)驗(yàn)1 分析， 氯化鋇溶液滴入到新配制的4%的氫氧化鈉溶液，略有渾濁，說明該氫氧化鈉溶液中含極少量的碳酸根離子（其渾濁程度和自來水相當(dāng)）。 氯化鈣溶液滴入到新配制的4%的氫氧化鈉溶液，非常渾濁。室溫下，Ksp（CaCO3）=8.7×10-9，Ksp（BaCO3）=8.1×10-9［1］兩者相差不大，但是沉淀卻相差很多，這說明2 號(hào)試管中的沉淀主要不是碳酸鈣，而是氫氧化鈣。 該實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明， 氯化鈣溶液和4%的氫氧化鈉溶液反應(yīng)有氫氧化鈣沉淀生成。 也就是說用氯化鈣去檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)是不可靠的。

實(shí)驗(yàn)2： 將10%的氯化鈣溶液分別滴加到不同濃度的氫氧化鈉溶液中，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

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通過實(shí)驗(yàn)2 分析，用10%氯化鈣溶液來區(qū)別氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)時(shí)，只有當(dāng)氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.5%才適合。

實(shí)驗(yàn)3：將飽和的石灰水分別滴加到，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為4%和8%的氫氧化鈉溶液中，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

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通過實(shí)驗(yàn)3 分析，用飽和的石灰水檢驗(yàn)氫氧化鈉是否變質(zhì)時(shí)，只有在氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4%時(shí)，才比較適合。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

結(jié)論1：用稀鹽酸來檢驗(yàn)氫氧化鈉是否明顯變質(zhì)時(shí)，最好是將氫氧化鈉配成溶液，然后加稀鹽酸，如觀察到有明顯的氣泡，可說明氫氧化鈉已經(jīng)明顯變質(zhì)。

結(jié)論2： 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%左右的氯化鈣溶液來檢驗(yàn)氫氧化鈉是否明顯變質(zhì)時(shí)，只有將溶液配成極稀的溶液（如果原溶液是4%的氫氧化鈉溶液和水的體積比在1∶10 左右），然后滴加氯化鈣溶液，如果有明顯的沉淀生成，說明氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)。

結(jié)論3： 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%左右的氯化鋇溶液來檢驗(yàn)氫氧化鈉是否明顯變質(zhì)時(shí)，只有當(dāng)原氫氧化鈉溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4%，然后滴加氯化鋇溶液，如有明顯的沉淀生成，說明氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)。

結(jié)論4： 用飽和石灰水來檢驗(yàn)氫氧化鈉是否明顯變質(zhì)時(shí)，只有當(dāng)原氫氧化鈉溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4%，然后滴加飽和石灰水，如有明顯的沉淀生成，說明氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)。 同樣用飽和石灰水來除去氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)，也要在很稀的溶液中進(jìn)行。

五、教學(xué)應(yīng)用

如果在教學(xué)中，該探究實(shí)驗(yàn)和學(xué)生一起探討明顯難度太大，不利于初中生的學(xué)習(xí)和理解。 所以在教學(xué)中要讓學(xué)生知道，剛生產(chǎn)的氫氧化鈉本身都含有少量的碳酸鹽和其他雜質(zhì)，在長期存放的過程中也難免有變質(zhì)的情況。 所以在檢驗(yàn)氫氧化鈉是否明顯變質(zhì)時(shí)，先把氫氧化鈉配成溶液用稀鹽酸來檢驗(yàn)，觀察是否有明顯氣泡是最可靠的方法。

［1］ 北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室等編.無機(jī)化學(xué)（上冊）［M］.北京：高等教育出版社，1997

［2］ 中學(xué)化學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書［M］.上海：上海教育出版社，2010：204

［3］ 萬信華.關(guān)于NaOH 變質(zhì)情況的探究［J］.教育學(xué)論，2010，（21）：196