氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的实验探究

摘要：文章就安徽省2012年九年级学业毕业考试化学试题中用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的实验进行定性和定量探究，发现用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体并不完全，氢氧化钠溶液的增重不能作为实验数据进行定量计算。

关键词：氢氧化钠吸收二氧化碳；定性探究；定量探究

文章编号：1008-0546（2013）06-0066-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

一、问题的提出

化学实验可以分为定量实验和定性实验两种。定量实验，是指对某些“量”具有准确要求的实验。安徽省2012年九年级学业毕业考试化学试题：某石灰厂需要测定石灰石样品中CaCO3的质量分数。小刚设计了如图1所示装置来完成实验（杂质不与酸反应）：

（1）仪器①的名称是，A装置中反应的化学方程式是。

（2）C装置应当选择Ⅰ、Ⅱ中的（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），其作用是。

（3）小华提出，要使测定结果更准确，应把A装置改成如图2所示装置，并在反应前、后通入空气，其目的是 。

本试题是利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳来通过溶液的增重，计算出某石灰石中碳酸钙的质量分数。这就要求氢氧化钠溶液完全吸收生成的二氧化碳。能否在实验中使得这个“量”达到准确的要求？我对此有一点疑惑，设计了如下几个实验。

二、实验探究

按照题目所提供装置（1）进行实验。

1. 定性探究

药品：石灰石样品、稀盐酸、5%的氢氧化钠溶液、浓硫酸。

现象：①锥形瓶中产生大量气泡；

②将气体通过导管通入盛有氢氧化钠溶液的试管中，有大量气泡产生；

③将一根燃着的火柴棒伸入试管中，火柴立即熄灭。

结论：说明氢氧化钠溶液没有全部吸收二氧化碳。

提出假设1：是不是氢氧化钠溶液浓度影响二氧化碳的吸收？

提出假设2：是不是二氧化碳的流速太快影响了氢氧化钠溶液的吸收？

提出假设3：是不是因为导管通入二氧化碳来不及导致大量气体外逸？

通过以上几组实验的对比，我们不难发现，氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，较多二氧化碳都从试管（或烧杯）中外逸，与氢氧化钠溶液的浓度、反应的剧烈程度和吸收时二氧化碳与溶液的接触面积无关。为了获得更有效的实验数据，我又增加了几组定量实验。

2. 定量研究

按照题目所提供装置（1）稍作改动进行实验。

仪器：分液漏斗（控制反应进行且便于称重）、锥形瓶、导管、50mL烧杯、托盘天平。

药品：石灰石样品、稀盐酸、氢氧化钠溶液、浓硫酸。

实验步骤：首先检查装置气密性；取4粒石灰石样品于锥形瓶中，倒入少量稀盐酸于分液漏斗中，称取反应装置及药品的总质量；在50mL的量筒中倒入少量6%的氢氧化钠溶液，并称取质量。慢慢打开分液漏斗，每次滴入15滴稀盐酸，待锥形瓶无气泡产生称取反应装置和烧杯中液体质量，直到反应完全。

实验注意事项：

要保证装置气密性良好，在每次滴加稀盐酸时控制滴数，一定要等到每次反应结束再称取质量。

实验数据：（见图1和图2）

实验结论：通过实验中数据发现，反应装置中质量约减少1.4g，而此时烧杯中质量只增加了0.6g左右。说明用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳并不完全，从而计算出来的石灰石样品中碳酸钙质量分数是不准确的。

三、结束语

定量实验对于培养学生设计和操作的精确度、综合运用知识分析问题的能力、严谨的科学态度等具有重要作用。[1]从定性角度还是从定量角度都能充分说明，这种用氢氧化钠吸收二氧化碳的方法测石灰石样品中碳酸钙含量的方法是不可靠的，这个实验中的“量”不够精确。

参考文献

[1] 吴祖浩，王磊.义务教育化学课程标准（2011年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2012：79