鈉與不同濃度的鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究
【關(guān)鍵詞】鈉 鹽酸 濃度
【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889（2013）03B-0084-01
在中學(xué)化學(xué)教材中，在學(xué)習(xí)鈉與水反應(yīng)的同時(shí)，我們還相應(yīng)地?cái)U(kuò)展學(xué)習(xí)鈉與鹽酸的反應(yīng)，知道鈉與鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化鈉和氫氣。但是，教材上對(duì)鈉和多大濃度的鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化鈉溶液則沒有明確說明。理論上，鹽酸的濃度越大，反應(yīng)越劇烈，生成的氯化鈉與氫氣越多。但是，通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到某個(gè)值時(shí)，鈉與鹽酸反應(yīng)不只生成了氯化鈉溶液，還生成了白色沉淀，且鈉一定量時(shí)，隨著鹽酸濃度的增大，生成的白色沉淀也增多。那么，生成的白色沉淀是不是氯化鈉呢？如果是，鹽酸的濃度需要多大，反應(yīng)才會(huì)生成沉淀？由這個(gè)問題引發(fā)的思考，使我們做了下面的實(shí)驗(yàn)探究。
一、實(shí)驗(yàn)原理
1.鈉投入鹽酸溶液中，鈉會(huì)先與酸中的氯離子反應(yīng)，生成氯化鈉溶液與氫氣：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑；過量的鈉會(huì)進(jìn)一步與水反應(yīng)：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
2.氯化鈉的溶解度曲線如圖1所示。
從圖1曲線看，氯化鈉的溶解度不大，如果鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉的量多，氯化鈉會(huì)以晶體的形式析出。
二、實(shí)驗(yàn)用品
100mL的小燒杯若干、50mL容量瓶若干、濾紙、鑷子、小刀、50mL的量筒、鈉粒、37%的濃鹽酸溶液、蒸餾水。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.量取一定量37%的濃鹽酸進(jìn)行稀釋，移至50mL的容量瓶中，分別配置1mol/L、3mol/L、4mol/L、6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L、10mol/L、11mol/L的鹽酸溶液。
2.用量筒量取1mol/L的鹽酸溶液20mL放入100mL的燒杯中，用玻璃片蓋住燒杯口，切黃豆大小的金屬鈉，投入鹽酸溶液當(dāng)中，待反應(yīng)結(jié)束后，再加一塊鈉，以保證鹽酸完全反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。
3.按步驟2讓鈉與不同濃度的鹽酸（包括37%的濃鹽酸，約為12mol/L）反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。
4.將反應(yīng)后有白色晶體的溶液進(jìn)行過濾，取濾渣，用適量的乙醇進(jìn)行洗滌，用硝酸銀檢驗(yàn)濾液，直至濾液中不含氯離子即停止洗滌。
5.將經(jīng)過洗滌后的固體烘干，取少量放入試管中配成溶液，滴加硝酸銀溶液，觀察現(xiàn)象。
6.取少量的固體進(jìn)行焰色反應(yīng)，觀察燃燒時(shí)火焰的顏色。
四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1.因濃鹽酸極易揮發(fā)，鹽酸溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。
2.每次投入的鈉塊不要過大，以免反應(yīng)過于劇烈。
3.在投入鈉塊的時(shí)候人不要過于靠近燒杯。
4.整個(gè)實(shí)驗(yàn)用的金屬鈉和濃鹽酸來源相同。
六、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋
1.將洗滌后的晶體配成溶液，滴加硝酸銀溶液后有白色沉淀生成，說明晶體中有氯離子存在；進(jìn)行焰色反應(yīng)時(shí)火焰呈黃色，說明晶體中有鈉元素，由此可以知道該晶體是氯化鈉。
2.當(dāng)鹽酸的濃度大于或等于8mol/L時(shí)，隨著鹽酸濃度的增大，產(chǎn)生白色晶體的.速率越來越大，量也越來越多，說明鹽酸溶液中氯離子的濃度越大，氯化鈉晶體的析出越快。原因解釋：反應(yīng)在室溫（30℃）進(jìn)行，反應(yīng)后溶液的溫度均升高7℃左右（反應(yīng)放熱），此時(shí)氯化鈉的溶解度約為36.4g，而反應(yīng)所取的鹽酸溶液為20mL，溶劑水約為20g，在此溫度下，20g水最多能溶解氯化鈉的質(zhì)量為36.4g×20g/100g=7.3g。當(dāng)用8mol/L的鹽酸20mL時(shí)，它與鈉完全反應(yīng)（鈉的量為足量），生成的氯化鈉的量為0.16mol（約為8.4g），達(dá)到了過飽和狀態(tài)，因此氯化鈉以晶體形式析出。
七、結(jié)論
鈉與一定濃度的鹽酸溶液反應(yīng)，生成的氯化鈉會(huì)因?yàn)槿芤褐新入x子的飽和而析出，且鈉一定量時(shí)，隨著鹽酸濃度增大，氯化鈉析出的速度越快，析出的晶體越多。
（責(zé)編 王學(xué)軍）
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