在探究果酸的性质与用途之后,我没有开始探究碱的性质与用途。在生活中较为常见的碱有两个,第1个是氢氧化钠,第二个是氢氧化钙。
根据我们的已有认知,氢氧化钠和氢氧化钙有一定的共同点,比如两者都是白色固体,都能使无色酚酞溶液变红使紫色石蕊变蓝同时都可以导电,也都可以与酸发生反应。同时两者也有不同,氢氧化钠被称为烧碱和火碱,它溶于水放热,溶解度随温度的升高而增加。而氢氧化钙被称为熟石灰和消石灰,它的溶解度是随温度的升高而减小,并且从氢氧化钙溶解度的图表中,我们可以看出来,氢氧化钙的溶解度受温度的影响较小,并且氢氧化钙可以与二氧化碳发生反应。
经过两者的对比,同样为碱的氢氧化钠能否像氢氧化钙一样与二氧化碳发生反应?
对于这个问题,我们通过往常的方法进行探究。我们将装有氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳,并且观察现象。可是,通过肉眼的观察,我们并没有发现试管中有明显的现象。那么,我们又应该如何探究氢氧化钠与二氧化碳是否发生反应呢?
探究一个物质与另一种物质是否发生反应,可以通过三个方面尝试探究。第一个方面是,两者处于一个试管中后是否会有新物质生成。第2个方面是在这个过程当中是否有能量变化,比如会不会有热量产生。第3个方面是反应物有无消失,在这个实验中就是氢氧化钠和二氧化碳是否消失。
通过刚才的实验,在氢氧化钠和二氧化碳处于一个试管中后,试管并没有很明显的温度变化,说明从能量有无变化这一方面是很难以验证的。
所以,我们就选择从反应物有无消失这一方面开始探究。首先我们要验证氢氧化钠有无消失,由于氢氧化钠可以使无色酚酞溶液变红,那么要验证氢氧化钠有无消失,就可以滴入无色酚酞溶液。装有氢氧化钠溶液的试管中滴入无色酚酞溶液,溶液变红,随后再通入过量的二氧化碳,并观察现象。而在氢氧化钠通入二氧化碳之后,红色溶液变为了无色,这也就证明氢氧化钠消失了。其次,我们还可以验证二氧化碳有无消失。我们将一个塑料瓶中装入二氧化碳,随后通入氢氧化钠溶液,只是这时就会有一个问题,二氧化碳也可以与水发生反应,并且使塑料瓶发生形变,那么怎么验证使塑料瓶发生形变的是氢氧化钠而不是氢氧化钠溶液中的水呢?于是我们在与第1个塑料瓶完全相同的第2个塑料瓶中也通入二氧化碳,并通入水做对照。之后拧紧杯盖,振荡。这是我们发现呈有氢氧化钠溶液的塑料瓶发生形变并且形变程度较大。同时,对于验证二氧化碳有无消失,这个实验还可以有其他的方案,比如可以将盛满二氧化碳的试管插入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,如果氢氧化钠溶液,在试管中的液面高于水中的液面,那么就也可以说明二氧化碳消失。
并且我们也可以从有无新物质生成这个角度去探究。通过我们化学式阴离子和阳离子组合,可以得出,如果二氧化碳与氢氧化钠发生反应,那么两者的生成物就是碳酸钠和水。而通过我们之前对酸的探究可以得出碳酸钠与稀盐酸反应产生气泡。所以,我们将装有氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳,并加入稀盐酸或稀硫酸,而实验现象是有气泡产生。
所以通过三个方面的探究,我们可以得出氢氧化钠,与二氧化碳可以发生反应这一结论。
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