钠和盐酸的反应

钠与不同浓度的盐酸反应的实验研究 甘庆华广西柳州市铁二中学 545007） 摘要 钠与不同浓度的盐酸反应，当盐酸的浓度达到一定的值时，会生成白色的晶体，且钠一定量时，随着盐酸浓度的增大，白色晶体的量也随之增多。关键词 钠 盐酸 白色晶体 在中学化学教材中，在学习钠与水反应的同时我们还相应地扩展学习钠与盐酸的反应，知道钠与盐酸反应会生成氯化钠和氢气。但对钠和多大浓度的盐酸反应会生成氯化钠溶液则没有明确的说明。理论上，盐酸的浓度越大反应越剧烈，生成的氯化钠与氢气越多，但通过实验我们发现，当盐酸浓度达到某个值时，钠与盐酸反应时不只生成了氯化钠溶液，还生成了白色沉淀，且钠一定量时，随着盐酸浓度的增大，生成白色的沉淀越来越多，那生成的白色沉淀是不是氯化钠呢？如果是，盐酸的浓度需要多大才会生成沉淀？由这个问题引发的思考我们做了下面的实验探究。一、实验原理1.钠投入到盐酸性溶液中，钠会先与酸中的氢离子反应，钠与盐酸反应生成氯化钠溶液与氢气：2Na+2HCl=2NaCl+ H2，过量的钠会进一步与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+ H2。2.氯化钠的溶解度曲线图1 氯化钠溶解度曲线图从上图曲线看，氯化钠的溶解度不大，如果钠与盐酸反应生成氯化钠的量多，氯化钠会以晶体的形式析出。 二、实验用品100mL的小烧杯若干、50mL容量瓶若干、滤纸、镊子、小刀、50mL的量筒、钠粒、37%的浓盐酸溶液、蒸馏水。 三、实验步骤1.量取一定量37%的浓盐酸进行稀释，移至50mL的容量瓶中，分别配置1mol/L、3mol/L、4mol/L、6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L、10mol/L、11mol/L的盐酸溶液。2.用量筒量取1mol/L的盐酸溶液20mL放于100mL的烧杯中，用玻璃片盖住烧杯口，切黄豆大小的金属Na，投入盐酸溶液当中，待反应结束后，再加一块钠，以保证盐酸完全反应，观察现象。3.按步骤（2）进行钠与不同浓度盐酸（包括37%的浓盐酸，约为12mol/L）反应，观察现象。4.将反应后有白色晶体的溶液进行过滤，取滤渣，用适量的乙醇进行洗涤，用硝酸银检验滤液，直至滤液中不含氯离子即停止洗涤。5.将经过洗涤后的固体进行烘干，取少量试管中配成溶液，滴加硝酸银溶液，观察现象。6.取少量的固体进行焰色反应，观察燃烧时火焰的颜色。 四、实验现象表1 钠与不同浓度的盐酸反应的实验现象盐酸浓度/(mol/L)实验现象钠与盐酸反应滤液滴加AgNO3焰色反应1浮、游、熔、响、Na块着火，产生大量的白烟，反应后溶液为澄清无色3467有少量白色晶体出现，震荡后消失，其余现象同上8-12均有白色晶体生成，且随盐酸浓度的增加，生成晶体的速率增加，量增多；反应后震荡，晶体不溶解；其余现象同上。均有白色沉淀火焰为黄色（注：每次所用的钠块大小都约相等，方便比较；表示没有这步操作）五、实验注意事项 1.因浓盐酸极易挥发，各体系的盐酸溶液应现配现用。 2.每次投入的钠块不要过大，以免反应过于剧烈。 3.在投入钠块的时候不要过于靠近烧杯。 4.整个实验用的金属钠和浓盐酸来源相同。六、实验现象及解释1.将洗涤后的晶体配成溶液，滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成，说明固体中有氯离子存在；进行焰色反应时火焰呈黄色，说明晶体中有钠元素，由此可以知道该固体是氯化钠。2.当盐酸的浓度大于或等于8mol/L时，随着盐酸浓度的增大，产生白色晶体的速率越来越快，量也越来越多，说明盐酸溶液中氯离子的浓度越大，氯化钠晶体的析出越快。原因解释：反应在室温（30）进行，反应后溶液的温度均升高7左右（反应放热），此时氯化钠的溶解度约为36.4g，而反应所取的盐酸溶液为20mL，溶剂水约为20g，在此温度下，20g水最多能溶解氯化钠的质量为36.4g20g /100g=7.3g。当所用盐酸为20mL，8mol/L时，与钠完全反应（钠的量为足量），生成的氯化钠的量为0.16mol（约为8.4g），达到了过饱和状态，因