檢驗氫氧化鈉溶液明顯變質的最佳方法——一道化學試題引起的教學反思

章永軍

（蘇州工業園區星海實驗中學 江蘇 蘇州 215021）

一、問題的提出

在一節復習課上和學生討論了這樣一道題目：現有一瓶因長期露置在空氣中而變質的氫氧化鈉溶液。

（1）如何用實驗方法證明該氫氧化鈉已經變質？ 簡要敘述實驗方法和現象，寫出有關化學方程式。

（2）如何除去該氫氧化鈉溶液中的雜質？ 簡要說明實驗方法和現象，并寫出有關化學方程式。

在回答第一小問題時， 主要總結了以下三種方法。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；方法二：取樣品，滴加氫氧化鈣溶液，如果產生沉淀，則已變質；方法三：取樣品，滴加氯化鋇溶液或氯化鈣溶液，如果產生沉淀，則已變質。

二、對以上結論進行反思，事實果真如此？

筆者進行了如下實驗：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。

實驗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。 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出氫氧化鈉溶液中的碳酸鈉。

實驗2.取上述8%的氫氧化鈉溶液，滴加飽和石灰水，也產生白色沉淀。 氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液不發生化學反應，那么白色沉淀是什么呢？ 通過查閱相關資料得到，根據同離子效應，氫氧化鈣在氫氧化鈉溶液里溶解度很小，也會析出得到氫氧化鈣沉淀。 此實驗說明用飽和石灰水也無法證明氫氧化鈉溶液里的碳酸鈉。

實驗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氫氧化鈉中的碳酸鈉。

實驗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，產生大量的氣泡。 這說明，該氣泡應該不是二氧化碳氣體，那怎么會有氣泡產生呢？ 原因分析：氫氧化鈉固體和稀鹽酸反應放出大量的熱，使少量的稀鹽酸溫度迅速升高，短時間內達到沸騰，所以產生了“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。

實驗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，開始氣泡不明顯，后來有大量的氣泡產生。 可見用稀鹽酸來檢驗氫氧化鈉溶液里的碳酸鈉時， 應該先將氫氧化鈉配成溶液，再滴加過量稀鹽酸或稀硫酸。

三、檢驗氫氧化鈉溶液已明顯變質的各試劑的濃度范圍

實驗1： 在室溫下配制溶質質量分數均為10%的氯化鋇溶液和氯化鈣溶液。 分別滴加到質量分數約為4%的氫氧化鈉溶液和自來水中。 實驗記錄如下表：

?

通過實驗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）。 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 號試管中的沉淀主要不是碳酸鈣，而是氫氧化鈣。 該實驗進一步說明， 氯化鈣溶液和4%的氫氧化鈉溶液反應有氫氧化鈣沉淀生成。 也就是說用氯化鈣去檢驗氫氧化鈉溶液是否變質是不可靠的。

實驗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，實驗記錄如下：

?

通過實驗2 分析，用10%氯化鈣溶液來區別氫氧化鈉溶液是否變質時，只有當氫氧化鈉質量分數小于0.5%才適合。

實驗3：將飽和的石灰水分別滴加到，溶質質量分數約為4%和8%的氫氧化鈉溶液中，實驗記錄如下：

?

通過實驗3 分析，用飽和的石灰水檢驗氫氧化鈉是否變質時，只有在氫氧化鈉質量分數小于4%時，才比較適合。

四、實驗結論

結論1：用稀鹽酸來檢驗氫氧化鈉是否明顯變質時，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明顯變質。

結論2： 用質量分數為10%左右的氯化鈣溶液來檢驗氫氧化鈉是否明顯變質時，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，說明氫氧化鈉已經變質。

結論3： 用質量分數為10%左右的氯化鋇溶液來檢驗氫氧化鈉是否明顯變質時，只有當原氫氧化鈉溶液溶質質量分數小于4%，然后滴加氯化鋇溶液，如有明顯的沉淀生成，說明氫氧化鈉已經變質。

結論4： 用飽和石灰水來檢驗氫氧化鈉是否明顯變質時，只有當原氫氧化鈉溶液溶質質量分數小于4%，然后滴加飽和石灰水，如有明顯的沉淀生成，說明氫氧化鈉已經變質。 同樣用飽和石灰水來除去氫氧化鈉溶液中的雜質，也要在很稀的溶液中進行。

五、教學應用

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

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

［2］ 中學化學國家課程標準研制組.義務教育課程標準實驗教科書［M］.上海：上海教育出版社，2010：204

［3］ 萬信華.關于NaOH 變質情況的探究［J］.教育學論，2010，（21）：196