氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的實驗探究

魏明貴

（宣城市第六中學安徽宣城242000）

氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的實驗探究

魏明貴

（宣城市第六中學安徽宣城242000）

文章就安徽省2012年九年級學業畢業考試化學試題中用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的實驗進行定性和定量探究，發現用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體并不完全，氫氧化鈉溶液的增重不能作為實驗數據進行定量計算。

氫氧化鈉吸收二氧化碳；定性探究；定量探究

一、問題的提出

化學實驗可以分為定量實驗和定性實驗兩種。定量實驗，是指對某些“量”具有準確要求的實驗。安徽省2012年九年級學業畢業考試化學試題：某石灰廠需要測定石灰石樣品中CaCO3的質量分數。小剛設計了如圖1所示裝置來完成實驗（雜質不與酸反應）：

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

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

（3）小華提出，要使測定結果更準確，應把A裝置改成如圖2所示裝置，并在反應前、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，計算出某石灰石中碳酸鈣的質量分數。這就要求氫氧化鈉溶液完全吸收生成的二氧化碳。能否在實驗中使得這個“量”達到準確的要求？我對此有一點疑惑，設計了如下幾個實驗。

二、實驗探究

按照題目所提供裝置（1）進行實驗。

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。

現象：①錐形瓶中產生大量氣泡；

②將氣體通過導管通入盛有氫氧化鈉溶液的試管中，有大量氣泡產生；

③將一根燃著的火柴棒伸入試管中，火柴立即熄滅。

結論：說明氫氧化鈉溶液沒有全部吸收二氧化碳。

提出假設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二氧化碳吸收情況

提出假設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 稀鹽酸濃度不同對二氧化碳吸收情況

提出假設3：是不是因為導管通入二氧化碳來不及導致大量氣體外逸？

表3 用導管、漏斗通入氣體后二氧化碳吸收情況

通過以上幾組實驗的對比，我們不難發現，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、反應的劇烈程度和吸收時二氧化碳與溶液的接觸面積無關。為了獲得更有效的實驗數據，我又增加了幾組定量實驗。

2.定量研究

按照題目所提供裝置（1）稍作改動進行實驗。

儀器：分液漏斗（控制反應進行且便于稱重）、錐形瓶、導管、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。

實驗步驟：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，稱取反應裝置及藥品的總質量；在50mL的量筒中倒入少量6%的氫氧化鈉溶液，并稱取質量。慢慢打開分液漏斗，每次滴入15滴稀鹽酸，待錐形瓶無氣泡產生稱取反應裝置和燒杯中液體質量，直到反應完全。

圖1 反應物（包括錐形瓶、分液漏斗）質量變化

圖2 氫氧化鈉溶液質量變化

實驗注意事項：

要保證裝置氣密性良好，在每次滴加稀鹽酸時控制滴數，一定要等到每次反應結束再稱取質量。

實驗數據：（見圖1和圖2）

實驗結論：通過實驗中數據發現，反應裝置中質量約減少1.4g，而此時燒杯中質量只增加了0.6g左右。說明用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳并不完全，從而計算出來的石灰石樣品中碳酸鈣質量分數是不準確的。

三、結束語

定量實驗對于培養學生設計和操作的精確度、綜合運用知識分析問題的能力、嚴謹的科學態度等具有重要作用。［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石灰石樣品中碳酸鈣含量的方法是不可靠的，這個實驗中的“量”不夠精確。

［1］吳祖浩，王磊.義務教育化學課程標準（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

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.06.028