探究氢氧化钠的有关性质及其制法(a4)

探究氢氧化钠的有关性质及其制法 福建省龙岩市第二中学 2011 届高三（12）班 成员：李炜建 陈宇淞 黄炜烽 廖仲方 张和栋 周龙海 指导老师：吴菊华 第一部分：问题的提出 氢氧化钠是实验室的一种常见化学药品也是实验室必备的化学药品。但氢氧化钠是怎 样制造的？又有着怎样的性质呢？ 第二部分：资料的收集 NaOH 的性质： 氢氧化钠(NaOH)，俗称烧碱、火碱、苛性钠，常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。 易溶于水，其水溶液呈强碱性，能使酚酞变红。氢氧化钠是一种极常用的碱，是化学实验 室的必备药品之一。它的溶液可以用作洗涤液 化学式：NaOH 分子量：40.01 摩尔质量：40 g/mol 密度：2.130 g/cm 3 熔点：318.4 沸点：1390 水溶性：极易溶于水，溶液呈无色 致死量:40 mg/kg 有 强 烈 的 腐 蚀 性 ， 有 吸 水 性 ， 可 用 作 干 燥 剂 ， 但 是 ， 不 能 干 燥 二 氧 化 硫 、 二 氧 化 碳 、 二 氧 化 氮 和 氯 化 氢 等 酸 性 气 体 。 （ 会 与 酸 性 气 体 发 生 反 应 。 )且 在 空 气 中 易 潮 解 而 液 化 （ 因 吸 水 而 溶 解 的 现 象 ， 属 于 物 理 变 化 ） ； 溶 于 水 ， 同 时 放 出 大 量 热 。 能 使 酚 酞 变 红 ， 使 紫 色 石 蕊 试 液 变 蓝 ， 属 于 强 碱 。 腐 蚀 铝 性 物 质 （ 2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAl(OH)4+3H2 或 Al2O3+2NaOH+3H2O = 2NaAl(OH)4 ） ， 不 腐 蚀 塑 料 。 只 需 放 在 空 气 中 数 分 钟 ， 就 会 吸 收 水 分 ， 成 为 液 态 毒 药 。 除 溶 于 水 之 外 ， 氢 氧 化 钠 还 易 溶 于 乙 醇 、 甘 油 ； 但 不 溶 于 乙 醚 、 丙 酮 、 液 氨 。 其 液 体 是 一 种 无 色 ， 有 涩 味 和 滑 腻 感 的 液 体 。 氢 氧 化 钠 在 空 气 中 可 与 二 氧 化 碳 反 应 而 变 质 （ 2NaOH+CO2 = Na2CO3+H2O） ,久 置 空 气 中 的 氢 氧 化 钠 最 终 变 为 碳 酸 钠 固 体 （ Na2CO3） ( 2NaOH+CO2+9H2O = Na2CO310H2O Na2CO310H2O 风 化 Na2CO3) 钠 （ Na)与 水 反 应 （ 与 水 反 应 时 ， 应 用 烧 杯 并 在 烧 杯 上 加 盖 玻 璃 片 ， 反 应 时 钠 块 浮 在 水 面 上 ， 熔 成 球 状 ， 游 于 水 面 ， 有 “嘶 嘶 ”的 响 声 ， 并 有 生 成 物 飞 溅 ） ， 生 成 强 碱 性 NaOH 溶 液 ， 并 放 出 氢 气 （ 2Na+2H2O = 2NaOH+ H2 ） 。 固 体 NaOH 中 OH 以 O-H 共 价 键 结 合 ， Na 与 OH 以 强 离 子 键 结 合 ， 溶 于 水 其 解 离 度 近 乎 100%， 故 其 水 溶 液 呈 强 碱 性 ， 可 使 无 色 的 酚 酞 试 液 变 成 红 色 ， 或 使 PH 试 纸 、 紫 色 石 蕊 溶 液 等 变 蓝 。 纯 的 无 水 氢 氧 化 钠 为 白 色 半 透 明 ， 结 晶 状 固 体 。 氢 氧 化 钠 极 易 溶 于 水 ， 溶 解 度 随 温 度 的 升 高 而 增 大 ， 溶 解 时 能 放 出 大 量 的 热 ， 它 的 水 溶 液 有 涩 味 和 滑 腻 感 ， 溶 液 呈 强 碱 性 ， 能 与 酸 性 物 质 反 应 ， 具 备 碱 的 一 切 通 性 。 市 售 烧 碱 有 固 态 和 液 态 两 种 ： 纯 固 体 烧 碱 呈 白 色 ， 有 块 状 、 片 状 、 棒 状 、 粒 状 ， 质 脆 ； 纯 液 体 烧 碱 为 无 色 透 明 液 体 。 氢 氧 化 钠 还 易 溶 于 乙 醇 、 甘 油 ； 但 不 溶 于 乙 醚 、 丙 酮 、 液 氨 。 对 纤 维 、 皮 肤 、 玻 璃 、 陶 瓷 等 有 腐 蚀 作 用 ， 溶 解 或 浓 溶 液 稀 释 时 会 放 出 热 量 ； 与 无 机 酸 发 生 中 和 反 应 也 能 产 生 大 量 热 ， 生 成 相 应 的 盐 类 ； 与 金 属 铝 和 锌 、 非 金 属 硼 和 硅 等 反 应 放 出 氢 ； 与 氯 、 溴 、 碘 等 卤 素 发 生 歧 化 反 应 （ 如 2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+H2O） 。 能 从 水 溶 液 中 沉 淀 金 属 离 子 成 为 2 氢 氧 化 物 ； 能 使 油 脂 发 生 皂 化 反 应 ， 生 成 相 应 的 有 机 酸 的 钠 盐 和 醇 ， 这 是 去 除 织 物 上 的 油 污 的 原 理 。 氢 氧 化 钠 会 与 玻 璃 中 的 二 氧 化 硅 反 应 （ 2NaOH+SiO2 = Na2SiO3+H20） ， 故 盛 放 氢 氧 化 钠 的 试 剂 瓶 要 用 橡 胶 塞 而 不 是 磨 口 玻 璃 塞 ， 否 则 会 使 盖 和 瓶 体 粘 连 (Na2SiO3 有 粘 性 )， 无 法 打 开 。 NaOH 的用途： 氢 氧 化 钠 的 用 途 十 分 广 泛 ， 在 化 学 实 验 中 ， 除 了 用 做 试 剂 以 外 ， 由 于 它 有 很 强 的 吸 水 性 ， 还 可 用 做 碱 性 干 燥 剂 。 氢 氧 化 钠 在 国 民 经 济 中 有 广 泛 应 用 ， 许 多 工 业 部 门 都 需 要 氢 氧 化 钠 。 使 用 氢 氧 化 钠 最 多 的 部 门 是 化 学 药 品 的 制 造 ， 其 次 是 造 纸 、 炼 铝 、 炼 钨 、 人 造 丝 、 人 造 棉 和 肥 皂 制 造 业 。 另 外 ， 在 生 产 染 料 、 塑 料 、 药 剂 及 有 机 中 间 体 ， 旧 橡 胶 的 再 生 ， 制 金 属 钠 、 水 的 电 解 以 及 无 机 盐 生 产 中 ， 制 取 硼 砂 、 铬 盐 、 锰 酸 盐 、 磷 酸 盐 等 ， 也 要 使 用 大 量 的 烧 碱 。 光 合 作 用 实 验 中 吸 收 二 氧 化 碳 。 在 工 业 上 ， 氢 氧 化 钠 通 常 称 为 烧 碱 ， 或 叫 火 碱 、 苛 性 钠 。 这 是 因 为 较 浓 的 氢 氧 化 钠 溶 液 溅 到 皮 肤 上 ， 会 腐 蚀 表 皮 ， 造 成 烧 伤 。 它 对 蛋 白 质 有 溶 解 作 用 ， 有 强 烈 刺 激 性 和 腐 蚀 性 （ 由 于 其 对 蛋 白 质 有 溶 解 作 用 ， 与 酸 烧 伤 相 比 ， 碱 烧 伤 更 不 容 易 愈 合 ） 粉 尘 刺 激 眼 和 呼 吸 道 ， 腐 蚀 鼻 中 隔 ； 溅 到 皮 肤 上 ， 尤 其 是 溅 到 粘 膜 ， 可 产 生 软 痂 ， 并 能 渗 入 深 层 组 织 ， 灼 伤 后 留 有 瘢 痕 ； 溅 入 眼 内 ， 不 仅 损 伤 角 膜 ， 而 且 可 使 眼 睛 深 部 组 织 损 伤 ， 严 重 者 可 致 失 明 ； 误 服 可 造 成 消 化 道 灼 伤 ， 绞 痛 、 粘 膜 糜 烂 、 呕 吐 血 性 胃 内 容 物 、 血 性 腹 泻 ， 有 时 发 生 声 哑 、 吞 咽 困 难 、 休 克 、 消 化 道 穿 孔 ， 后 期 可 发 生 胃 肠 道 狭 窄 。 由 于 强 碱 性 ， 对 水 体 可 造 成 污 染 ， 对 植 物 和 水 生 生 物 应 予 以 注 意 。 第三部分：研究结果 NaOH 的 化 学 性 质 ： 1、 NaOH 是 强 碱 ， 具 有 碱 的 一 切 通 性 。 (1)在 水 溶 液 中 电 离 出 大 量 的 OH:NaOH = Na +OH (2)能 和 酸 反 应 ， NaOH+HCl = NaCl+HO (3） 能 和 一 些 酸 性 氧 化 物 反 应 2NaOH + SO(不 足 ) = NaSO + HO NaOH + SO(过 量 ) = NaHSO ( 生 成 的 NaSO和 水 与 过 量 的 SO反 应 生 成 了 NaHSO) 2NaOH + SO = NaSO + HO ； 2NaOH+3NO = 2NaNO+NO+HO (4） 氢 氧 化 钠 溶 液 和 铝 反 应 ， 2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAl(OH)4+3H2 (5） 能 强 碱 制 取 弱 碱 ， NaOH + NHCl = NaCl + NHHO (6） 能 和 某 些 盐 反 应 ， 2NaOH + CuSO = Cu(OH) + NaSO (7） NaOH 具 有 很 强 的 腐 蚀 性 。 (8） NaOH 能 吸 收 二 氧 化 碳 。 反 应 过 程 如 下 ： 2NaOH + CO = NaCO+ HO（ CO少 量 ) NaOH + CO = NaHCO(CO过 量 ) (9） NaOH 能 与 二 氧 化 硅 反 应 ， SiO+ 2NaOH = Na2SiO + HO（ 故 使 瓶 塞 与 玻 璃 瓶 粘 和 ， 不 易 打 开 ） (10） 能 与 指 示 剂 发 生 反 应 碱 的 通 性 ： 遇 无 色 酚 酞 变 红 (过 浓 的 氢 氧 化 钠 也 会 使 酚 酞 褪 色 )， 遇 紫 色 石 蕊 试 液 变 蓝 中学阶段鉴定氢氧化钠的方法： (1)加入 MgCl2,产生白色沉淀 (2)焰色反映：火焰呈黄色（物理性质） 制 造 少 量 NaOH： 3 CaO+HO = Ca(OH) NaHCO+ Ca(OH) = CaCO+ NaOH + HO Ca(OH)+NaCO = CaCO +2NaOH 2Na+2HO = 2NaOH+H Na2O+HO = 2NaOH 2Na2O2+2HO = 4NaOH+O2 NaOH 的工业制法(步骤)： （ 1） 过 滤 海 水 （ 2） 加 入 过 量 氢 氧 化 钠 ， 去 除 钙 、 镁 离 子 ， 过 滤 Ca2+ +2OH = Ca(OH)（ 微 溶 ） Mg2+ +2OH = Mg(OH) （ 3） 利 用 反 渗 透 膜 法 生 产 技 术 出 去 盐 水 中 的 SO2 （ 4） 加 入 过 量 碳 酸 钠 ， 去 除 钙 离 子 、 过 量 钡 离 子 ， 过 滤 Ca2 +CO2 = CaCO Ba2 +CO2 = BaCO （ 5） 加 入 适 量 盐 酸 ， 去 除 过 量 碳 酸 根 离 子 2H +CO2 = CO +HO （ 6） 加 热 驱 除 二 氧 化 碳 （ 7） 送 入 离 子 交 换 塔 ， 进 一 步 去 除 钙 、 镁 离 子 （ 8） 电 解 2NaCl+2HO =(通 电 ) H +Cl +2NaOH 检 验 NaOH 是 否 变 质 ： 1.滴 加 稀 盐 酸 NaCO+ 2HCl= 2NaCl + HO + CO 有 气 泡 冒 出 则 变 质 2.加 入 氢 氧 化 钙 NaCO+ Ca(OH) = CaCO + 2NaOH 产 生 白 色 沉 淀 即 为 变 质 3.加 入 氯 化 钙 NaCO+ CaCl = CaCO + 2NaCl 产 生 白 色 沉 淀 即 为 变 质 急 救 措 施 ： 皮 肤 接 触 ： 应 立 即 用 大 量 水 冲 洗 ， 再 涂 上 3%-5%的 硼 酸 溶 液 。 眼 睛 接 触 ： 立 即 提 起 眼 睑 ， 用 流 动 清 水 或 生 理 盐 水 冲 洗 至 少 15 分 钟 。 或 用 3%硼 酸 溶 液 冲 洗 。 就 医 。 吸 入 ： 迅 速 脱 离 现 场 至 空 气 新 鲜 处 。 必 要 时 进 行 人 工 呼 吸 。 就 医 。 食 入 ： 应 尽 快 用 蛋 白