氫氧化鈉是否變質(zhì)的探究

1、氫氧化鈉是否變質(zhì)的探究探究目的進(jìn)一步深化氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的性質(zhì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系的認(rèn)識。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決實際問題的能力和進(jìn)行科學(xué)探究的方法與實驗探究的能力。激發(fā)學(xué)生開展科學(xué)探究和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。創(chuàng)設(shè)情境、興趣引導(dǎo)、分組實驗探究。教學(xué)設(shè)計教學(xué)過程大家都知道，NaOH固體易潮解，NaOH溶液又能與CO2發(fā)生反應(yīng)生成NazCOs和H2O，而空氣中不僅含有CO2，還有水蒸氣。某校實驗員在準(zhǔn)備學(xué)生活動與探究的藥品時，配制完NaOH溶液后，將一瓶未用完的NaOH固體忘了蓋上試劑瓶蓋，兩天后，實驗員發(fā)現(xiàn)瓶中出現(xiàn)了大量的白色粉末。于是我在第二天上課時把這瓶敞口放置了兩天的NaOH展示給學(xué)生觀

2、察，觀察完后學(xué)生對這瓶敞口放置的NaOH固體產(chǎn)生了濃厚的興趣，提出了各種各樣的問題：這瓶NaOH固體是否變質(zhì)了？如果變質(zhì)了，變成了什么物質(zhì)？這瓶NaOH固體是否全部變質(zhì)了？如果未全部變質(zhì)，如何除去雜質(zhì)得到較純凈的NaOH?變質(zhì)前后，其質(zhì)量有沒有變化？點評:真實的問題情景是激發(fā)探究興趣的最好方式，也是誘發(fā)探究問題的源泉，有了問題才能進(jìn)行探究，而真實的問題情景則必須源于學(xué)生的學(xué)習(xí)和學(xué)生的生活，貼近學(xué)生生活的材料，學(xué)生更容易對它產(chǎn)生興趣。就像上述情景材料，對于一個教師由于疏忽而導(dǎo)致的后果，學(xué)生自然很感興趣，而且每個人都想用自己的方法來證明這種錯誤行為所導(dǎo)致的后果，于是便有了上面的這些問題和下面的這些

3、實驗探究。探究過程：針對上述問題，把對同一問題感興趣的學(xué)生分為一組，各組根據(jù)各自選定的一個問題先共同設(shè)計實驗探究的方案，包括：提出的問題、做出的假設(shè)（包含理由）、實驗的設(shè)計（包含實驗原理、操作以及實驗預(yù)期的現(xiàn)象或結(jié)果），然后將設(shè)計交給我審閱，最后利用一個合適的時間以興趣小組活動的方式開展實驗探究。點評:對問題”故出的假設(shè)和猜想，不能是漫無邊際的胡思亂想，這些假設(shè)和猜想都必須建立在學(xué)生目前所具備的知識的基礎(chǔ)上，因此學(xué)生在進(jìn)行假設(shè)和猜想時教師要做一些有意識的引導(dǎo)，給學(xué)生確定一個大致的方向，避免盲目性。因此在猜想和假設(shè)后面應(yīng)讓學(xué)生說明做出這個假設(shè)和猜想的依據(jù)，它可以是學(xué)生已有的知識，也可以是學(xué)生在學(xué)

4、習(xí)或生活中的經(jīng)驗。而實驗方案的設(shè)計應(yīng)根據(jù)所學(xué)的知識設(shè)計合理、可行、簡便的實驗方案，再經(jīng)過縝密的實驗和細(xì)致地觀察，從而找出有力的證據(jù)，為自己的假設(shè)和猜想提供佐證或者做出合理的解釋。因此在進(jìn)行實驗探究之前教師有必要對學(xué)生的設(shè)計過目，只要不涉及到實驗安全等危險后果的，教師不要過多干預(yù)和修改學(xué)生的方案。第一興趣小組問題一：這瓶NaOH固體是否變質(zhì)？猜想與假設(shè)：這瓶NaOH固體已經(jīng)變質(zhì)。（根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)，NaOH固體易潮解，然后會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)：即2NaOH+CO2=Na2CO3+出0）設(shè)計實驗：因為NaOH溶液顯堿性，能使無色的酚酞變紅，因此只需取少量固體，配成溶液滴加無色酚酞、觀察，即可

5、證明。完成實驗：操作及現(xiàn)象1分別取少量密封良好的NaOH得到無色透明溶液固體和敞口放置的NaOH固體于試管中，加水溶解。2. 用滴管分別向上述溶液中滴加溶液都變紅23滴酚酞試液。分析、結(jié)論：從實驗現(xiàn)象上分析兩支試管內(nèi)無色酚酞都變?yōu)榧t色，說明溶液仍顯堿性，NaOH可能沒有變質(zhì)。反思：以上現(xiàn)象和結(jié)論與課本涉及的NaOH的性質(zhì)有矛盾，難道敞口放置的NaOH真的沒有變質(zhì)？還是變質(zhì)后生成的Na2CO3溶液也能使無色酚酞變紅？查閱資料，收集證據(jù)：查閱化學(xué)教材下冊第十一單元鹽、化學(xué)肥料，Na2CO3溶液也顯堿性。原來如此，看來要證明NaOH在空氣中是否變質(zhì)，利用其堿性還不行，得證明其生成物Na2CO3的存在

6、才行。再設(shè)計實驗：根據(jù)碳酸鹽的性質(zhì)，與酸反應(yīng)會生成CO2，而NaOH與酸反應(yīng)不會生成CO2。再進(jìn)行實驗：操作及現(xiàn)象1. 取密封良好的NaOH固體少量于試管（1）中。2. 再取少量該NaOH固體于試管（2）中。3分別向試管中加入稀鹽酸。（2）中有大量氣泡產(chǎn)生再分析做出結(jié)論：由于反應(yīng)有大量氣泡產(chǎn)生，說明該瓶NaOH已經(jīng)變質(zhì)，假設(shè)實驗結(jié)果相符。點評:在探究活動中要善于對探究的全過程進(jìn)行反思，如實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，實驗中值得再探究的新問題，實驗失敗的原因等，并將這些問題與同學(xué)進(jìn)行交流，取長補(bǔ)短，為今后的探究積累更多有用的經(jīng)驗。同時由于學(xué)生知識的準(zhǔn)備并不是十分充分，在探究中難免會遇到一些障礙，會產(chǎn)生畏

7、難情緒，那么這時老師的引導(dǎo)就顯得尤其重要。第一小組在這里就遇到了一道坎，Na2CO3溶液的酸堿性不知道，而且這瓶氫氧化鈉是不是完全變質(zhì)也不得而知，如果沒有完全變質(zhì)，其中的氫氧化鈉也會使酚酞試液變?yōu)榧t色，因此，在這時老師給予恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，會使學(xué)生感到柳暗花明、信心百倍。第二興趣小組問題二：如果變質(zhì)了，變成了什么物質(zhì)？猜想與假設(shè)：NaOH在空氣中變質(zhì)后，變成了Na2CO3(因為2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)。設(shè)計實驗：根據(jù)含CO32-的物質(zhì)的特性，加入酸后能產(chǎn)生一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體，即Na2CO3+2HCl=2NaCl+出0+CO2TC02+Ca(OH)2=CaCO3J+H2O

8、完成實驗：操作及現(xiàn)象1. 取敞口放置的NaOH固體于試管中，加入一定量的鹽酸，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞。2. 將氣體導(dǎo)入裝澄清石灰水的試管中。澄清石灰水變渾濁分析作結(jié)：根據(jù)上述現(xiàn)象，說明產(chǎn)生了CO2，也就說明固體物質(zhì)的組成中含有CO32，即卩NaOH變質(zhì)后變?yōu)榱薔a2CO3。第三興趣小組問題三：NaOH固體變質(zhì)前后，其質(zhì)量有無變化？猜想與假設(shè)：變質(zhì)前后，其質(zhì)量有變化。(因為NaOH變質(zhì)為Na2CO3，物質(zhì)發(fā)生改變，物質(zhì)質(zhì)量也會發(fā)生相應(yīng)改變)。設(shè)計實驗：用托盤天平測定變質(zhì)前后，NaOH和Na2CO3的質(zhì)量即可。完成實驗：1. 取一定質(zhì)量的密封良好的NaOH，放入一潔凈干燥的蒸發(fā)皿內(nèi)，蓋上表面皿。2.

9、將蒸發(fā)皿放到托盤天平上，稱得其質(zhì)量(連同NaOH固體)為mi=24.3g。3. 取下表皿面，將其露置于空氣中一段時間，NaOH固體先變潮，最后變?yōu)榘咨勰Ｔ賹⒄舭l(fā)皿置于酒精燈火焰上加熱，將水分蒸干、冷卻。4. 將冷卻后的蒸發(fā)皿，蓋上表面皿，再放到托盤天平上稱量，稱得其質(zhì)量為m2=27.0g。分析結(jié)論：由上述稱量數(shù)據(jù)可知，變質(zhì)前后，其質(zhì)量發(fā)生改變，增加了2.7g。由2NaOH+CO?二二NazCOs+H2O中NaOH與NazCOs的質(zhì)量比可知：每80份NaOH完全變質(zhì)為NazCOs，質(zhì)量增加：106-80=26份。因此，測定結(jié)果真實。變質(zhì)前后，物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生改變。第四興趣小組點評:在此問題的探

10、究中，試劑的選擇很重要，如果選擇不當(dāng)很可能會得出一個相反的結(jié)論，當(dāng)出現(xiàn)這種情況后，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生從所加試劑發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果去分析，從而引導(dǎo)學(xué)生找出恰當(dāng)?shù)脑噭?。問題四：如果變質(zhì)，那是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)呢？猜想與假設(shè)：由于只是放置了一段時間，有可能是部分變質(zhì)（因為空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù)只有0.03%，含量畢竟很少）。設(shè)計實驗：因為只是部分變質(zhì)，即部分NaOH固體變?yōu)镹a2CO3,因而瓶中的固體為NaOH和Na2COs的混合物，只要通過實驗證明其中含有NaOH即可。完成實驗：操作及現(xiàn)象1. 取一定量的變質(zhì)的NaOH固體于試得到無色溶液管中加水使其全部溶解。2. 向上述溶液中滴加CaCl2和Ba（N

11、O3）2有白色沉淀生成溶液，至不再產(chǎn)生沉淀為止。3. 將2中的溶液凈置后，取上層清液于另一支試管中，滴加幾滴無色酚酞。分析：1. NaOH禾口Na2CO3均溶于水，故顯無色溶液；2. Na2CO3+CaCI2二CaCO3J+2NaCl，將Na2CO3除去，此步驟中不可加Ca（OH）2,否則影響后續(xù)測定。3. 無色的酚酞變紅，說明其中含有NaOH，因為NaCI不能使酚酞變色。結(jié)論：該瓶NaOH只是部分變質(zhì)（若無色酚酞不變色，則說明已全部變質(zhì)）。第五興趣小組問題五：既然該瓶NaOH已經(jīng)變質(zhì)，還能使用嗎？猜想與假設(shè)：還能使用（只要想辦法除去其中已變質(zhì)的部分Na2CO3,就能再使用）。設(shè)計實驗：由于N

12、aOH和Na2CO3在組成上的不同，可加某種試劑除去其中的CO32-即可。完成實驗：操作及現(xiàn)象1. 將部分變質(zhì)的NaOH固體倒入燒瓶中，加水使其全部溶解。2. 向燒杯中加入Ba(OH)2溶液，直至不再產(chǎn)生沉淀為止。3. 將2中溶液靜置后過濾。沉淀留在濾紙上得無色濾液分析結(jié)論：2中：NaCOs+Ca(OH)2二二CaCO3J+2NaOH(不可加鹽酸，因為HCI不僅能與Na2CO3反應(yīng)，也會消耗掉NaOH;也不可加CaC“或Ba(NO3)2溶液，這樣會產(chǎn)生新的雜質(zhì)NaCI或NaNOs)3中：濾去沉淀后的無色濾液即為較純凈的NaOH溶液。點評本課圍繞氫氧化鈉固體變質(zhì)的問題，引導(dǎo)學(xué)生派生出它是否變質(zhì)？變成了什么的物質(zhì)？變質(zhì)前