1、这瓶敞口放置的 NaOH 固体产生了浓厚的兴趣,提出了各种各样的问题:这瓶NaOH 固体是否变质了?如果变质了,变成了什么物质?这瓶 NaOH 固体是否全部变质了?如果未全部变质,如何除去杂质得到较纯净的 NaOH?变质前后,其质量有没有变化?探究过程:针对上述问题,把对同一问题感兴趣的学生分为一组,各组根据各自选定的一个问题先共同设计实验探究的方案,包括:提出的问题、做出的假设(包含理由) 、实验的设计(包含实验原理、操作以及实验预期的现象或结果) ,然后将设计交给我审阅,最后利用一个合适的时间以兴趣小组活动的方式开展实验探究。第一兴趣小组 问题一:这瓶 NaOH 固体是否变质?猜想与假设:
2、这瓶 NaOH 固体已经变质。 (根据氢氧化钠的性质,NaOH 固体易潮解,然后会与空气中的二氧化碳反应:即 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)设计实验:因为 NaOH 溶液显碱性,能使无色的酚酞变红,因此只需取少量固体,配成溶液滴加无色酚酞、观察,即可证明。完成实验:操作 现象1分别取少量密封良好的 NaOH 固体和敞口放置的 NaOH 固体于试管中,加水溶解。得到无色透明溶液2用滴管分别向上述溶液中滴加 23 滴酚酞试液溶液都变红分析、结论:从实验现象上分析两支试管内无色酚酞都变为红色,说明溶液仍显碱性,NaOH 可能没有变质。反思:以上现象和结论与课本涉及的 NaOH 的性质有矛
3、盾,难道敞口放置的 NaOH 真的没有变质?还是变质后生成的 Na2CO3溶液也能使无色酚酞变红?查阅资料,收集证据:查阅化学教材下册第十一单元盐、化学肥料 ,Na 2CO3溶液也显碱性。原来如此,看来要证明 NaOH 在空气中是否变质,利用其碱性还不行,得证明其生成物 Na2CO3的存在才行。再设计实验:根据碳酸盐的性质,与酸反应会生成 CO2,而 NaOH 与酸反应不会生成CO2。再进行实验:操作 现象1取密封良好的 NaOH 固体少量于试管(1)中。 白色块状固体2再取少量该 NaOH 固体于试管(2)中。 该固体为白色粉末3分别向试管中加入稀盐酸 (2)中有大量气泡产生再分析做出结论:
4、由于反应有大量气泡产生,说明该瓶 NaOH 已经变质,假设实验结果相符。第二兴趣小组问题二:如果变质了,变成了什么物质?猜想与假设:NaOH 在空气中变质后,变成了 Na2CO3(因为2NaOH+CO 2=Na2CO3+H2O) 。设计实验:根据含 CO32-的物质的特性,加入酸后能产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,即Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2 CO 2+Ca(OH)2= CaCO3+H 2O完成实验:操作 现象 1取敞口放置的 NaOH 固体于试管中,加入一定量的盐酸,塞上带导管的单孔塞。固体消失,有大量气泡产生 2将气体导入装澄清石灰水的试管中。 澄清石灰水变浑
5、浊 分析作结:根据上述现象,说明产生了 CO2,也就说明固体物质的组成中含有 CO32-,即 NaOH 变质后变为了 Na2CO3。第三兴趣小组问题三:NaOH 固体变质前后,其质量有无变化?猜想与假设:变质前后,其质量有变化。 (因为 NaOH 变质为 Na2CO3,物质发生改变,物质质量也会发生相应改变) 。设计实验:用托盘天平测定变质前后,NaOH 和 Na2CO3的质量即可。完成实验:1取一定质量的密封良好的 NaOH,放入一洁净干燥的蒸发皿内,盖上表面皿。2将蒸发皿放到托盘天平上,称得其质量(连同 NaOH 固体)为 m1=243 g。3取下表皿面,将其露置于空气中一段时间,NaOH
6、 固体先变潮,最后变为白色粉末。再将蒸发皿置于酒精灯火焰上加热,将水分蒸干、冷却。4将冷却后的蒸发皿,盖上表面皿,再放到托盘天平上称量,称得其质量为m2=270 g。分析结论:由上述称量数据可知,变质前后,其质量发生改变,增加了27 g。由2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 中 NaOH 与 Na2CO3的质量比可知:每80份 NaOH 完全变质为 Na2CO3,质量增加:106-80=26份。因此,测定结果真实。变质前后,物质的质量发生改变。第四兴趣小组完成实验:操作 现象1取一定量的变质的 NaOH 固体于试管中加水使其全部溶解。得到无色溶液2向上述溶液中滴加 CaCl2和 Ba(N
7、O3)2溶液,至不再产生沉淀为止。有白色沉淀生成3将2中的溶液净置后,取上层清液于另一支试管中,滴加几滴无色酚酞。 无色酚酞变红分析:1NaOH 和 Na2CO3均溶于水,故显无色溶液;2Na 2CO3+ CaCl2=CaCO3+2NaCl,将 Na2CO3除去,此步骤中不可加 Ca(OH)2,否则影响后续测定。3无色的酚酞变红,说明其中含有 NaOH,因为 NaCl 不能使酚酞变色。结论:该瓶 NaOH 只是部分变质(若无色酚酞不变色,则说明已全部变质) 。第五兴趣小组问题五:既然该瓶 NaOH 已经变质,还能使用吗?猜想与假设:还能使用(只要想办法除去其中已变质的部分 Na2CO3,就能再
8、使用) 。设计实验:由于 NaOH 和 Na2CO3在组成上的不同,可加某种试剂除去其中的 CO32-即可。完成实验:操作 现象1将部分变质的 NaOH 固体倒入烧瓶中,加水使其全部溶解。 无色溶液 2向烧杯中加入 Ba(OH)2溶液,或澄清的饱和石灰水直至不再产生沉淀为止。 白色沉淀 3将2中溶液静置后过滤。 沉淀留在滤纸上得无色滤液 分析结论:2中:NaCO 3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH(不可加盐酸,因为 HCl 不仅能与 Na2CO3反应,也会消耗掉 NaOH;也不可加 CaCl2或 Ba(NO3)2溶液,这样会产生新的杂质 NaCl 或 NaNO3)3中:滤去沉淀后的无色滤液即为较纯净的 NaOH 溶液。