检验氢氧化钠溶液明显变质的最佳方法——一道化学试题引起的教学反思

章永军

（苏州工业园区星海实验中学 江苏 苏州 215021）

一、问题的提出

在一节复习课上和学生讨论了这样一道题目：现有一瓶因长期露置在空气中而变质的氢氧化钠溶液。

（1）如何用实验方法证明该氢氧化钠已经变质？ 简要叙述实验方法和现象，写出有关化学方程式。

（2）如何除去该氢氧化钠溶液中的杂质？ 简要说明实验方法和现象，并写出有关化学方程式。

在回答第一小问题时， 主要总结了以下三种方法。方法一：取样品，加入稀盐酸或稀硫酸，如果看到有气泡，则氢氧化钠已变质；方法二：取样品，滴加氢氧化钙溶液，如果产生沉淀，则已变质；方法三：取样品，滴加氯化钡溶液或氯化钙溶液，如果产生沉淀，则已变质。

二、对以上结论进行反思，事实果真如此？

笔者进行了如下实验：首先取刚开封的氢氧化钠固体，用蒸馏水配成8%的氢氧化钠溶液。

实验1.取样品滴加氯化钡溶液，无沉淀生成，说明该氢氧化钠基本不变质。 另取样品，滴加氯化钙溶液，有大量的白色沉淀生成（原因：2NaOH+CaCl2=Ca（OH）2↓+2NaCl），这说明用氯化钙溶液无法检验出氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

实验2.取上述8%的氢氧化钠溶液，滴加饱和石灰水，也产生白色沉淀。 氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液不发生化学反应，那么白色沉淀是什么呢？ 通过查阅相关资料得到，根据同离子效应，氢氧化钙在氢氧化钠溶液里溶解度很小，也会析出得到氢氧化钙沉淀。 此实验说明用饱和石灰水也无法证明氢氧化钠溶液里的碳酸钠。

实验3.仍取上述配好的氢氧化钠溶液，加入碳酸钠溶液，再滴加5%的氯化钡溶液，有大量的白色沉淀生成。说明：用5%氯化钡溶液可以检验氢氧化钠中的碳酸钠。

实验4.再取上述8%的氢氧化钠溶液，滴入1-2 滴酚酞试剂，滴加稀盐酸至红色消失，基本无气泡产生。 再从刚开封的试剂瓶中取出氢氧化钠固体，直接滴加稀盐酸，产生大量的气泡。 这说明，该气泡应该不是二氧化碳气体，那怎么会有气泡产生呢？ 原因分析：氢氧化钠固体和稀盐酸反应放出大量的热，使少量的稀盐酸温度迅速升高，短时间内达到沸腾，所以产生了“气泡”的假象。 所以：用稀盐酸直接滴加到氢氧化钠固体中，也不能证明氢氧化钠固体中是否含有碳酸钠。

实验5.同样取上述8%的氢氧化钠溶液加入一定量的碳酸钠溶液，逐滴加入稀盐酸至过量，开始气泡不明显，后来有大量的气泡产生。 可见用稀盐酸来检验氢氧化钠溶液里的碳酸钠时， 应该先将氢氧化钠配成溶液，再滴加过量稀盐酸或稀硫酸。

三、检验氢氧化钠溶液已明显变质的各试剂的浓度范围

实验1： 在室温下配制溶质质量分数均为10%的氯化钡溶液和氯化钙溶液。 分别滴加到质量分数约为4%的氢氧化钠溶液和自来水中。 实验记录如下表：

?

通过实验1 分析， 氯化钡溶液滴入到新配制的4%的氢氧化钠溶液，略有浑浊，说明该氢氧化钠溶液中含极少量的碳酸根离子（其浑浊程度和自来水相当）。 氯化钙溶液滴入到新配制的4%的氢氧化钠溶液，非常浑浊。室温下，Ksp（CaCO3）=8.7×10-9，Ksp（BaCO3）=8.1×10-9［1］两者相差不大，但是沉淀却相差很多，这说明2 号试管中的沉淀主要不是碳酸钙，而是氢氧化钙。 该实验进一步说明， 氯化钙溶液和4%的氢氧化钠溶液反应有氢氧化钙沉淀生成。 也就是说用氯化钙去检验氢氧化钠溶液是否变质是不可靠的。

实验2： 将10%的氯化钙溶液分别滴加到不同浓度的氢氧化钠溶液中，实验记录如下：

?

通过实验2 分析，用10%氯化钙溶液来区别氢氧化钠溶液是否变质时，只有当氢氧化钠质量分数小于0.5%才适合。

实验3：将饱和的石灰水分别滴加到，溶质质量分数约为4%和8%的氢氧化钠溶液中，实验记录如下：

?

通过实验3 分析，用饱和的石灰水检验氢氧化钠是否变质时，只有在氢氧化钠质量分数小于4%时，才比较适合。

四、实验结论

结论1：用稀盐酸来检验氢氧化钠是否明显变质时，最好是将氢氧化钠配成溶液，然后加稀盐酸，如观察到有明显的气泡，可说明氢氧化钠已经明显变质。

结论2： 用质量分数为10%左右的氯化钙溶液来检验氢氧化钠是否明显变质时，只有将溶液配成极稀的溶液（如果原溶液是4%的氢氧化钠溶液和水的体积比在1∶10 左右），然后滴加氯化钙溶液，如果有明显的沉淀生成，说明氢氧化钠已经变质。

结论3： 用质量分数为10%左右的氯化钡溶液来检验氢氧化钠是否明显变质时，只有当原氢氧化钠溶液溶质质量分数小于4%，然后滴加氯化钡溶液，如有明显的沉淀生成，说明氢氧化钠已经变质。

结论4： 用饱和石灰水来检验氢氧化钠是否明显变质时，只有当原氢氧化钠溶液溶质质量分数小于4%，然后滴加饱和石灰水，如有明显的沉淀生成，说明氢氧化钠已经变质。 同样用饱和石灰水来除去氢氧化钠溶液中的杂质，也要在很稀的溶液中进行。

五、教学应用

如果在教学中，该探究实验和学生一起探讨明显难度太大，不利于初中生的学习和理解。 所以在教学中要让学生知道，刚生产的氢氧化钠本身都含有少量的碳酸盐和其他杂质，在长期存放的过程中也难免有变质的情况。 所以在检验氢氧化钠是否明显变质时，先把氢氧化钠配成溶液用稀盐酸来检验，观察是否有明显气泡是最可靠的方法。

［1］ 北京师范大学无机化学教研室等编.无机化学（上册）［M］.北京：高等教育出版社，1997

［2］ 中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准实验教科书［M］.上海：上海教育出版社，2010：204

［3］ 万信华.关于NaOH 变质情况的探究［J］.教育学论，2010，（21）：196