钠与不同浓度的盐酸反应的实验研究
【关键词】钠 盐酸 浓度
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）03B-0084-01
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。但是，教材上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。但是，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，生成的白色沉淀也增多。那么，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，反应才会生成沉淀？由这个问题引发的思考，使我们做了下面的实验探究。
一、实验原理
1.钠投入盐酸溶液中，钠会先与酸中的氯离子反应，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如图1所示。
从图1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放入100mL的烧杯中，用玻璃片盖住烧杯口，切黄豆大小的金属钠，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让钠与不同浓度的盐酸（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烘干，取少量放入试管中配成溶液，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
五、实验注意事项
1.因浓盐酸极易挥发，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.在投入钠块的时候人不要过于靠近烧杯。
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，滴加硝酸银溶液后有白色沉淀生成，说明晶体中有氯离子存在；进行焰色反应时火焰呈黄色，说明晶体中有钠元素，由此可以知道该晶体是氯化钠。
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.速率越来越大，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36.4g×20g/100g=7.3g。当用8mol/L的盐酸20mL时，它与钠完全反应（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，因此氯化钠以晶体形式析出。
七、结论
钠与一定浓度的盐酸溶液反应，生成的氯化钠会因为溶液中氯离子的饱和而析出，且钠一定量时，随着盐酸浓度增大，氯化钠析出的速度越快，析出的晶体越多。
（责编 王学军）
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