化学自习室移动版

1、硅酸钠可溶于水，为什么其溶液会使瓶口与磨 口塞之间发生粘连？氯化钠溶液、硫酸铜溶液是不是 也有同样的作用？

通过初中化学的学习，我们知道，不可以使用玻璃磨口塞试剂瓶盛放碱性溶液，理由是磨口处易受到 碱溶液腐蚀，进而发生粘连，导致瓶塞打不开。但至于为什么会使得瓶口与瓶塞之间发生粘连，并没有深究。

到高中阶段，学习了硅酸钠的性质之后，大家了 解到上述腐蚀过程产生的硅酸钠是可溶性的，于是有了氯化钠溶液、硫酸铜溶液是不是也会使瓶口与磨口塞之间发生粘连这样的疑问。

可溶性的硅酸钠溶液可以使瓶口与塞子之间发生粘连，与硅酸根离子(SiO₃^2－)的一个重要性质有 关——溶液浓缩过程中，SO₃^2－彼此之间会发生缔合作用，逐步形成类似于石英晶体的巨型网状结构，不再溶解于水。图示如下：

长期盛放食盐水、硫酸铜溶液的磨口塞试剂瓶也会发生瓶塞粘连的现象，只是由于NaCl、CuSO₄等物质不会发生类似于SiO₃^2－之间的缔合作用，即使暂时粘连，只要在瓶口处滴几滴水，由于NaCl、CuSO₄的 溶解，仍然可以顺利开启瓶塞。

2、水玻璃为什么可以用作木材防火剂？氯化钠 溶液可不可以做木材防火剂？还有哪些物质可做防火材料？

用水玻璃反复浸泡过的木材受热时不会燃烧(至多是由于高温干馏作用而碳化变黑)，所以水玻璃常用于木材防火处理。其原理还是与SiO₃^2－在溶液浓缩 过程中的缔合作用有关。由于木材表面沾了水玻璃溶液，在干燥过程中SiO₃^2－之间缔合形成一层以硅氧四 面体为基本结构单元的致密的无机高分子薄膜，隔开 了木材和空气，因此即使达到着火点，木材也不易燃 烧。NaCl溶液在浓缩过程中也可以结晶析出NaCl晶 体，但由于NaCl在自然结晶过程中趋向于形成立方体形的晶体，而非缔合成高分子薄层，一个个小的 NaCl立方体之间会留出很大的缝隙，难以阻挡O₂与 木材的接触，故不宜用作木材防火剂(尽管用食盐浸 泡过的木材，较之未浸泡的也是不易燃烧的)。当然，结晶析出的NaCl可溶于水，不能经受日晒雨淋的考验， 也是其不适合做木材防火剂的重要原因之一。

防火材料的类型还有很多，有的是受热时发生吸 热的分解反应，并产生稳定的气体隔开空气。如过去的 电影幕布一般都用饱和NH₄Cl溶液浸泡后晾干，当 遇火源时，NH₄CL在分解吸收热量降低幕布温度(至 其着火点以下)的同时，还释放出NH₃、HCl，使幕布隔绝空气，避免了燃烧。也有的防火剂在遇到火源受热时可以迅速产生消耗氧自由基的微粒，使得燃烧这类自由基链反应的“链”断裂，导致燃烧反应不能持续 下去。

3、玻璃中含有很大比例的Na₂SiO₃，Na₂SiO₃可 溶解于水，但为什么普通玻璃泡在水里质量并没有 减少？

普通玻璃的组成一般可以表示为Na₂SiO₃• CaSiO₃•4SiO₂，看似其中含有Na₂SiO₃的成分，但是要知道，玻璃的主体结构是与石英相似的、以硅氧四面体为基本结构单元的空间网状结构，Na^＋、Ca^2＋都 是“夹杂'‘分布在这种空间网状结构内部(用于平衡电 荷)，而非独立存在的。所以，当玻璃接触水时，除了裸露于表面的极其微量的Na^＋、Ca^2＋可能进入溶液外， 绝大多数Na^＋、Ca^2＋是不能够与水接触的。所以，宏观 上玻璃并不溶解于水。

4、 烧碱会腐蚀玻璃，可是为什么还用玻璃瓶盛放烧碱溶液？

用玻璃试剂瓶盛放烧碱等碱性溶液，是自古以来的习惯做法。习惯做法并不一定是没有问题的，你看那些长期盛装NaOH浓溶液的试剂瓶，就可以知道这种 做法是有代价的——它们的内壁都变“毛”了，这就是 NaOH对玻璃长期缓慢腐蚀的结果。

那么，为什么“自古以来”人们习惯用玻璃瓶盛放碱溶液呢？我们认为这只是一种“无奈之举”。在塑料明之前，性质相对稳定而又透明(不透明不能从外 面看到瓶内试剂量的多少)的材料，也许只有玻璃了。而且由于玻璃可以制成光滑的表面，最大限度地减小了溶液与玻璃的接触面，使得碱对玻璃的腐蚀速率相对缓慢，短时间内观察不到明显的腐蚀现象。过去，也 有先在玻璃瓶内壁均匀涂一层石蜡再盛装碱溶液的做法，只是比较麻烦。目前，绝大多数生产固体烧碱的工厂，都改用塑料瓶盛装NaOH，而不再使用玻璃瓶。