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中学化学中氢氧化钠的作用

氢氧化钠是学生从初中开始学习化学时就接触到的强碱性物质,它在整个高中学习中有着极其重要的作用,广泛用于各种生产生活过程和化学解题过程中。如果能熟练地运用氢氧化钠的性质,将整个高中的知识贯穿起来,使其成为联系各类物质的纽带,那么,以氢氧化钠为主体的完整的知识体系就会显得更加系统简洁,对高中化学知识的理解就会更深刻,应用就会更自如。

一、NaOH在无机化学中的作用

氢氧化钠(俗名火碱、烧碱、苛性钠)常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。易溶于水,溶解时放出大量热,其水溶液呈强碱性,具有碱的通性,能使酚酞试液变红、紫色石蕊试液变蓝、甲基橙试液变黄。

1.酸性氧化物都可跟NaOH反应生成含氧酸盐和水或生成酸式盐:

CO2少量:CO2+2NaOH == Na2CO3

CO2过量:CO2+NaOH == NaHCO3

SO2少量:SO2+2NaOH == Na2SO3+H2O,

SO2过量:SO2+NaOH == NaHSO3

SO3+2NaOH == Na2SO4+H2O,

P2O5+6 NaOH == 2Na3PO4+3H2O

SiO2+2NaOH ==Na2SiO3+H2O

2.强酸或弱酸都可跟NaOH反应生成盐和水;多元弱酸过量时,还会生成酸式盐:

H2SO4+2NaOH ==Na2SO4+2H2O

HClO+ NaOH==NaClO+H2O

H2SO3+2NaOH ==Na2SO3+2H2O,

H2SO3+NaOH ==NaHSO3+H2O

H2S + 2NaOH == Na2S+ 2H2O,

H2S + NaOH == NaHS H2O

H2SiO3+2NaOH ==Na2SiO3+2H2O

3.铵盐能与NaOH溶液反应放出气体:

NH4+ OH-中学化学中氢氧化钠的作用NH3↑+H2O (NH4的特性检验反应)

4.NaOH作为沉淀剂可与许多金属离子发生反应生成各种颜色的沉淀:

Mg2++2OH==Mg(OH)2↓(白色沉淀不溶于过量NaOH)

Al3++3OH==Al(OH)3↓(白色沉淀可溶于过量NaOH)

Zn2++2OH==Zn(OH)2↓(白色沉淀可溶于过量NaOH)

Fe2++2OH==Fe(OH)2↓(白色沉淀不溶于过量NaOH,放置后转为灰绿色,最后转为红褐色)

Fe3++3OH==Fe(OH)3↓(红褐色沉淀不溶于过量NaOH)

Cu2++2OH==Cu(OH)2↓(蓝色沉淀不溶于过量NaOH)

Ag+OH== AgOH↓(白色沉淀不溶于过量NaOH,沉淀易转为暗褐色)

5.酸式盐都可跟 NaOH溶液反应:

(1)强酸酸式盐如NaHSO4等,

NaHSO4+NaOH==Na2SO4+H2O(H+OH== H2O)

(2)弱酸酸式盐如NaHCO3、NaHS、NaHSO3、NaH2PO4、Na2HPO4等,

NaHCO3+NaOH == Na2CO3+H2O (HCO3+OH==CO32+H2O)

NaHS +NaOH == Na2S+H2O (HS-+OH-==S2-+H2O)

NaH2PO4+2NaOH ==Na3PO4+2H2O(H2PO4+2OH==PO43+2H2O)

(3) 阴、阳离子均可反应的酸式盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、NH4HSO3等,

NaOH过量:Ca(HCO3)2+2NaOH == Na2CO3+2H2O+CaCO3

Ca2++2HCO3+2OH== CO32+2H2O+CaCO3

NaOH不足量:Ca(HCO3)2+NaOH == NaHCO3+H2O+CaCO3

Ca2++HCO3+OH== H2O+CaCO3

Mg(HCO3)2+4NaOH == Na2CO3+2H2O Mg(OH)2

NH4HSO3+2NaOH中学化学中氢氧化钠的作用Na2SO3+2H2O+NH3

6.两性化合物都可跟NaOH反应:Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2

Al2O3+2OH+3H2O ===2[Al(OH)4],Al(OH)3+OH=== [Al(OH)4]

ZnO+2OH+H2O ===[Zn(OH)4]2-,Zn(OH)2+2OH=== [Zn(OH)4]2-

7.铝、硅单质能与NaOH反应放出气体:

2Al+2OH+6H2O===2[Al(OH)4]+3H2↑,

Si+2OH+H2O===SiO32+2H2

8.非金属单质与NaOH发生歧化反应

Cl2等卤素单质(吸收余氯、除去溴苯中的溴单质)

Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O,

Br2+2NaOH==NaBrO+NaBr+H2O

S单质(洗涤粘在试管中的硫单质) 

3S+6NaOH(热)==Na2SO3+2Na2S+3H2O

9.非金属氧化物与NaOH发生歧化反应或归中反应:

2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O

NO+NO2+2NaOH== 2NaNO2+H2O

10.某些复杂的反应NaOH作为碱性溶液参与反应:

如:亚硫酸钠碱性溶液中滴加碘水,碘水褪色:

SO32+I2+2OH===SO42+2I+H2O

向盐卤中加入NaClO和少量NaOH的方法可将Fe2+、Fe3+等除去:

2Fe2++ ClO+4OH+H2O===Cl+2Fe(OH)3↓,

Fe3++3OH==Fe(OH)3

二、NaOH在有机化学中的作用

1.NaOH与醋酸钠共热制取甲烷:

CH3COONa + NaOH中学化学中氢氧化钠的作用CH4↑+ Na2CO3

2.氯代烃水解:

CH3CH2Br + H2O中学化学中氢氧化钠的作用CH3CH2OH + HBr

或(CH3)2CHCH2CH2Br +NaOH中学化学中氢氧化钠的作用(CH3)2CHCH2CH2OH + NaBr

3.氯代烃消去:

中学化学中氢氧化钠的作用

4.苯酚等酚类中和:

C6H5OH+NaOH中学化学中氢氧化钠的作用C6H5ONa+H2O

5.乙酸等羧酸中和:

CH3COOH+NaOH中学化学中氢氧化钠的作用CH3COONa+H2O

6.氨基酸中和:

H2NCH2COOH+NaOH中学化学中氢氧化钠的作用NH2NCH2COONa+H2O

7.乙酸乙酯等酯类水解:

CH3COOC2H5+NaOH中学化学中氢氧化钠的作用CH3COONa+C2H5OH

8.油脂皂化

中学化学中氢氧化钠的作用

三、NaOH在电化学中起电解质作用

1.起碱性介质作用:在写电极反应时,一定要注意电解质是什么,若是NaOH等碱性溶液,电极反应式不能出现H;若是酸性溶液,则电极反应式不能出现OH。如甲烷燃料电池用金属铂片插入NaOH溶液中作电极,并在两极上分别通甲烷和氧气,则电极反应式为:

负极:CH4+10OH=CO32+7H2O+8e-

正极:2O2+4H2O+8e-=8OH

电池总反应式为:CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O

2.电解水时NaOH溶液起到增强水的导电性作用。

四、NaOH在实验室中的作用

1.NaOH溶解时放热可用于实验室制取氨气:

将浓氨水滴加到氢氧化钠固体上,其反应原理为:一是NAOH溶解放出大量的热,促进了氨水的分解,二是提供的大量的OH,使平衡朝着生成NH3的方向移动。平衡方程式为NH4+OH中学化学中氢氧化钠的作用NH3·H2O中学化学中氢氧化钠的作用NH3+H2O。

2.固体NaOH可做碱性干燥剂:

固体NaOH或含有NaOH的碱石灰可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。

3.NaOH溶液可用于吸收有毒的尾气:

对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、HCl、SO2、H2S、NO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收。

4.NaOH溶液可用于配制菲林试剂:

它是由氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液,还有酒石酸钾钠配制而成的。即向NaOH溶液中滴入CuSO4溶液形成新制的Cu(OH)2悬浊液。

五、NaOH在其他方面的作用

1.在化工生产中,NaOH提供碱性环境或作催化剂。

2.在日常生活中,NaOH做洗涤液去油污。如炉具清洁剂中就含有NaOH。

3.在食品生产中,NaOH有时被用来加工食品。如皮蛋可用NaOH溶液泡制。

4.在石油、造纸、纺织和印染等工业中,NaOH是一种重要的化工原料。

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