有關氫氧化鈉變質問題的探究

夏春華

摘 要：初中化學里，氫氧化鈉是一種重要的化合物，也是一種常見的堿，具有堿的通性：氫氧化鈉溶液能與酸堿指示劑作用、能與某些非金屬氧化物反應生成鹽和水、能與酸發(fā)生中和反應生成鹽和水、能與某些鹽溶液反應生成新堿和新鹽。

關鍵詞：氫氧化鈉；變質程度；除雜；酸；堿；鹽

氫氧化鈉固體必須密封保存，下面就氫氧化鈉固體變質的問題作一探究。

一、氫氧化鈉變質的原因

氫氧化鈉固體具有吸水性，露置于空氣中不僅能吸收空氣中的水蒸氣發(fā)生潮解，還能與空氣中的二氧化碳反應而變質，反應的化學方程式為CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。

二、氫氧化鈉變質的程度

（1）氫氧化鈉固體部分變質：則固體中含有變質后生成的碳酸鈉和沒有變質的氫氧化鈉。

（2）氫氧化鈉固體全部變質：則固體全部為碳酸鈉。

三、氫氧化鈉變質的檢測

1.氫氧化鈉固體是否變質的檢測

若檢測到樣品中含有碳酸鈉，則可說明氫氧化鈉已發(fā)生變質。為此，可分別用酸、堿、鹽溶液來檢測其是否變質。

（1）用酸溶液檢測：取樣品于燒杯中，加入足量的水充分攪拌使樣品全部溶解后，滴入適量的稀鹽酸（或稀硫酸），若觀察到有氣泡產生，則說明氫氧化鈉固體已經發(fā)生變質。其中產生氣泡的反應化學方程式為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。

（2）用堿溶液檢測：取樣品于燒杯中，加入足量的水充分攪拌使樣品全部溶解后，滴入適量的澄清石灰水，若觀察到有白色沉淀產生，則說明氫氧化鈉固體已經發(fā)生變質。其中產生白色沉淀的反應化學方程式為：Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH。

（3）用鹽溶液檢測：取樣品于燒杯中，加入足量的水充分攪拌使樣品全部溶解后，滴入適量的氯化鈣溶液，若觀察到有白色沉淀產生，則說明氫氧化鈉固體已經發(fā)生變質。其中產生白色沉淀的反應化學方程式為：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。

2.氫氧化鈉固體變質程度的檢測

取樣品于燒杯中，加入足量的水充分攪拌使樣品全部溶解后，滴入過量的氯化鈣溶液，充分反應后過濾。往濾液中滴入無色酚酞溶液，若溶液呈紅色，則濾液中含有氫氧化鈉，說明原氫氧化鈉固體是部分變質；若溶液呈無色，則濾液中不含氫氧化鈉，說明原氫氧化鈉固體是全部變質。

注意①：不要用稀鹽酸等酸溶液來檢測氫氧化鈉固體的變質程度，因為稀鹽酸不僅能與碳酸鈉反應，還能與氫氧化鈉反應。因此用稀鹽酸來檢測氫氧化鈉固體的變質程度時，氫氧化鈉固體即使是部分變質，也會被誤認為全部變質。

注意②：不要用氫氧化鈣溶液等堿溶液來檢測氫氧化鈉固體的變質程度，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應后將生成氫氧化鈉，這樣就無法判斷原樣品中是否含有氫氧化鈉而影響檢測效果。

四、氫氧化鈉溶液中的少量碳酸鈉雜質的除雜問題

除雜時，至少要注意以下兩個問題：①除去一種雜質，不能引入另一種新雜質；②除去雜質所用的試劑只能與雜質反應，而不能與主要成分反應，否則除去雜質的同時把主要成分也給除去了。

（1）能否用酸溶液來除去氫氧化鈉中的少量碳酸鈉？——不行。例如用稀鹽酸時，稀鹽酸不僅能與碳酸鈉反應，還能與氫氧化鈉反應。這樣不僅引入了氯化鈉這種新雜質，還把主要成分氫氧化鈉也給除去了。

（2）能否用鹽溶液來除去氫氧化鈉中的少量碳酸鈉？——不行。例如用氯化鈣溶液時，雖然氯化鈣與碳酸鈉反應生成的碳酸鈣沉淀可以用過濾的操作來除去，但生成的氯化鈉對于氫氧化鈉來說是一種新的雜質。

（3）能否用堿溶液來除去氫氧化鈉中的少量碳酸鈉？——可行。例如用氫氧化鈣溶液與碳酸鈉反應，生成的碳酸鈣沉淀可通過過濾操作來除去，生成的氫氧化鈉也不是新雜質。

五、實戰(zhàn)演練

例1.化學興趣小組探究CO2和NaOH是否發(fā)生化學反應的實驗中，設計了如下三個實驗，請回答：

（1）簡述反應后三個實驗的現象：

實驗A ；實驗B ；實驗C 。

（2）上述三個實驗設計所依據的共同原理是 。

（3）如果有同學質疑，認為上述的實驗，還不能說明CO2和NaOH一定發(fā)生化學反應。你如何通過實驗進一步證明CO2和NaOH肯定發(fā)生了化學反應？ 。

分析：實驗A中，試管里的CO2與氫氧化鈉溶液反應后，導致試管內的氣壓降低而小于外界大氣壓，因此可觀察到試管中的液面上升。實驗B中，錐形瓶中的CO2與氫氧化鈉溶液反應后，導致瓶內氣壓降低而小于外界大氣壓，因此可觀察到小氣球脹大。實驗C中，廣口瓶內的CO2與氫氧化鈉溶液反應后，導致瓶內氣壓降低而小于外界大氣壓，因此可觀察到燒杯中的水倒流到錐形瓶中。這三個實驗設計都是依據CO2與氫氧化鈉溶液反應后，密閉容器中氣壓降低而設計的。使密閉容器中氣壓降低，除了是CO2與氫氧化鈉反應所致，也可能是CO2與溶液中的水反應所致。若需要進一步證明CO2與NaOH肯定了化學反應，則需要檢測Na2CO3的存在。這就是氫氧化鈉是否變質的問題了，當然可以分別用酸（如稀鹽酸）、堿（如澄清石灰水）、鹽（如氯化鈣溶液）的溶液來檢測。

參考答案：

（1）試管中的液面上升、小氣球脹大、燒杯中的水進入廣口瓶。

（2）CO2與氫氧化鈉溶液反應，使密閉容器內氣壓降低。

（3）取反應后的溶液取試管中，滴入稀鹽酸，若產生氣泡則說明CO2與氫氧化鈉肯定發(fā)生了反應。

例2.通過化學實驗，提高化學素養(yǎng)。請根據下圖裝置（已省略夾持儀器），回答下列問題。

步驟Ⅰ.關閉K2、K3，打開K1，將NaOH溶液流進球形管中后，關閉K1。

步驟Ⅱ.關閉K1、K3，打開K2。

步驟Ⅲ.關閉K1、K2，打開K3。

①步驟Ⅱ中，可觀察到的現象

是 。

②步驟Ⅲ中，觀察到燒杯A中的酚酞溶液變紅色。

【提出問題】實驗后，燒杯A中的溶質除酚酞外，還含有什么溶質？

【猜想】猜想1：可能是氫氧化鈉；

猜想2：可能是 。

猜想3：可能是氫氧化鈉和碳酸鈉。

【實驗】如下圖所示。

③操作Ⅰ的名稱是 。

④溶液c中所含有的溶質有：酚酞和 。

⑤寫出氣體a與澄清石灰水反應的化學方程式 。

【實驗結論】正確的猜想是 。

分析：關閉K2、K3，打開K1，將NaOH溶液流進球形管中后，球形干燥管內的CO2與氫氧化鈉溶液反應，使瓶內氣壓降低。因此關閉K1、K3，打開K2后，可觀察到燒杯B中的水進入球形干燥管中。

關閉K1、K2，打開K3后，流入燒杯B中的溶液中的溶質一定含有碳酸鈉，可能含有氫氧化鈉。因此取燒杯A中的樣品，滴入稀鹽酸后產生能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳氣體。另取燒杯A中的樣品，加入過量氯化鈣的目的是全部除去碳酸鈉，過濾后觀察到溶液仍然呈紅色，說明流入燒杯A的溶液中還有氫氧化鈉。

參考答案：

①燒杯B中的水進入球形干燥管。

②猜想二：碳酸鈉

③過濾

④氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鈣

⑤CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

【實驗結論】猜想3

參考文獻：

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[2]劉少偉，阮贊林.“美白”豬蹄——使用過氧化氫和氫氧化鈉的食品安全問題[J].質量與標準化.2015（04）：35-36.endprint