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^－ 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^－==CO₃^2－+H₂O)

NaHS +NaOH == Na₂S+H₂O (HS^－+OH^－==S^2－+H₂O)

NaH₂PO₄+2NaOH ==Na₃PO₄+2H₂O(H₂PO₄^－+2OH^－==PO₄^3－+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^－== CO₃^2－+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+2NaOHNa₂SO₃+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===SiO₃^2－+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：

SO₃^2－+I₂+2OH^-===SO₄^2－+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 CH₄↑+ Na₂CO₃

    2．氯代烃水解：

CH₃CH₂Br + H₂O CH₃CH₂OH + HBr

或(CH₃)₂CHCH₂CH₂Br +NaOH(CH₃)₂CHCH₂CH₂OH + NaBr

    3．氯代烃消去：

或

    4．苯酚等酚类中和：C₆H₅OH+NaOH C₆H₅ONa+H₂O

    5．乙酸等羧酸中和：CH₃COOH+NaOHCH₃COONa+H₂O

    6．氨基酸中和：H₂NCH₂COOH+NaOHH₂NCH₂COONa+H₂O

    7．乙酸乙酯等酯类水解：

CH₃COOC₂H₅+NaOH  CH₃COONa　+　C₂H₅OH

    8．油脂皂化

    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^－＝CO₃^2－＋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^－
 NH₃·H₂O 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。

 

                                                     2012-01-16