氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)探究

魏明貴

（宣城市第六中學(xué)安徽宣城242000）

氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)探究

魏明貴

（宣城市第六中學(xué)安徽宣城242000）

文章就安徽省2012年九年級(jí)學(xué)業(yè)畢業(yè)考試化學(xué)試題中用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定性和定量探究，發(fā)現(xiàn)用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳?xì)怏w并不完全，氫氧化鈉溶液的增重不能作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量計(jì)算。

氫氧化鈉吸收二氧化碳；定性探究；定量探究

一、問題的提出

化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以分為定量實(shí)驗(yàn)和定性實(shí)驗(yàn)兩種。定量實(shí)驗(yàn)，是指對(duì)某些“量”具有準(zhǔn)確要求的實(shí)驗(yàn)。安徽省2012年九年級(jí)學(xué)業(yè)畢業(yè)考試化學(xué)試題：某石灰廠需要測(cè)定石灰石樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。小剛設(shè)計(jì)了如圖1所示裝置來完成實(shí)驗(yàn)（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）：

（1）儀器①的名稱是____，A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。

（2）C裝置應(yīng)當(dāng)選擇Ⅰ、Ⅱ中的____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），其作用是________________。

（3）小華提出，要使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確，應(yīng)把A裝置改成如圖2所示裝置，并在反應(yīng)前、后通入空氣，其目的是。

本試題是利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳來通過溶液的增重，計(jì)算出某石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。這就要求氫氧化鈉溶液完全吸收生成的二氧化碳。能否在實(shí)驗(yàn)中使得這個(gè)“量”達(dá)到準(zhǔn)確的要求？我對(duì)此有一點(diǎn)疑惑，設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)探究

按照題目所提供裝置（1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.定性探究

藥品：石灰石樣品、稀鹽酸、5%的氫氧化鈉溶液、濃硫酸。

現(xiàn)象：①錐形瓶中產(chǎn)生大量氣泡；

②將氣體通過導(dǎo)管通入盛有氫氧化鈉溶液的試管中，有大量氣泡產(chǎn)生；

③將一根燃著的火柴棒伸入試管中，火柴立即熄滅。

結(jié)論：說明氫氧化鈉溶液沒有全部吸收二氧化碳。

提出假設(shè)1：是不是氫氧化鈉溶液濃度影響二氧化碳的吸收？

表1 濃度不同的氫氧化鈉溶液對(duì)二氧化碳吸收情況

提出假設(shè)2：是不是二氧化碳的流速太快影響了氫氧化鈉溶液的吸收？

表2 稀鹽酸濃度不同對(duì)二氧化碳吸收情況

提出假設(shè)3：是不是因?yàn)閷?dǎo)管通入二氧化碳來不及導(dǎo)致大量氣體外逸？

表3 用導(dǎo)管、漏斗通入氣體后二氧化碳吸收情況

通過以上幾組實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，我們不難發(fā)現(xiàn)，氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，較多二氧化碳都從試管（或燒杯）中外逸，與氫氧化鈉溶液的濃度、反應(yīng)的劇烈程度和吸收時(shí)二氧化碳與溶液的接觸面積無關(guān)。為了獲得更有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我又增加了幾組定量實(shí)驗(yàn)。

2.定量研究

按照題目所提供裝置（1）稍作改動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

儀器：分液漏斗（控制反應(yīng)進(jìn)行且便于稱重）、錐形瓶、導(dǎo)管、50mL燒杯、托盤天平。

藥品：石灰石樣品、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、濃硫酸。

實(shí)驗(yàn)步驟：首先檢查裝置氣密性；取4粒石灰石樣品于錐形瓶中，倒入少量稀鹽酸于分液漏斗中，稱取反應(yīng)裝置及藥品的總質(zhì)量；在50mL的量筒中倒入少量6%的氫氧化鈉溶液，并稱取質(zhì)量。慢慢打開分液漏斗，每次滴入15滴稀鹽酸，待錐形瓶無氣泡產(chǎn)生稱取反應(yīng)裝置和燒杯中液體質(zhì)量，直到反應(yīng)完全。

圖1 反應(yīng)物（包括錐形瓶、分液漏斗）質(zhì)量變化

圖2 氫氧化鈉溶液質(zhì)量變化

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

要保證裝置氣密性良好，在每次滴加稀鹽酸時(shí)控制滴數(shù)，一定要等到每次反應(yīng)結(jié)束再稱取質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（見圖1和圖2）

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)裝置中質(zhì)量約減少1.4g，而此時(shí)燒杯中質(zhì)量只增加了0.6g左右。說明用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳并不完全，從而計(jì)算出來的石灰石樣品中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)是不準(zhǔn)確的。

三、結(jié)束語

定量實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和操作的精確度、綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題的能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度等具有重要作用。［1］從定性角度還是從定量角度都能充分說明，這種用氫氧化鈉吸收二氧化碳的方法測(cè)石灰石樣品中碳酸鈣含量的方法是不可靠的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的“量”不夠精確。

［1］吳祖浩，王磊.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀

［M］.北京：高等教育出版社，2012：79

1008-0546（2013）06-0066-02

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2013.06.028