氢氧化亚铁溶液

2024-08-02

氢氧化亚铁溶液(精选八篇)

氢氧化亚铁溶液 篇1

1.1 测量依据

GB/T601-2002《化学试剂标准滴定溶液的制备》

1.2 环境条件

1.3 测量所用的仪器设备

分析天平:AL204;50ml A级碱式滴定管;

2 数学模型建立

式中:C—氢氧化钠标准溶液浓度, mol/L;

m—邻苯二甲酸氢钾的质量, g;

V1—氢氧化钠标准溶液的体积, m L;

V0—空白试验氢氧化钠标准溶液的体积, m L;

M—邻苯二甲酸氢钠摩尔质量, 204.22;

3 不确定度分量计算

3.1 A类相对标准不确定度分量计算 (测量重复性的不确定度)

两人八平行检测结果:样1:0.099236mol/L, 样2:0.099246 mol/L, 样3:0.099296mol

样4:0.099289 mol/L, 样5:0.099262mol/L, 样6:0.099280 mol/L,

3.2 B类相对合成标准不确定度计算

3.2.1 B类相对合成标准不确定度uc Brel (C) 按式 (2) 计算

式中:

urel (m) —工作基准试剂质量的数值相对标准不确定度分量;

urel (PKHP) —工作基准试剂质量分数数值相对标准不确定度分量;

urel (MKHP) —工作基准试剂摩尔质量数值相对标准不确定度分量;

urel (V) —被标定溶液体积数值相对标准不确定度分量。

3.2.2 工作基准试剂质量的数值相对标准不确定度分量urel (m) 按式 (3) 计算

式中:

u (m) —工作基准试剂质量的数值标准不确定度分量, 单位g;

m—称取工作基准试剂的质量, 单位g;

式中:a—分析天平的最大允许误差, 本方法称样质量m=0.6642g, 本方法采用分析天平编号 (417319) , 根据检定证书, 最大允许误差为±0.0006642g。

由 (4) 式得u (m) =0.00054g.

3.2.3 工作基准试剂质量分数数值相对标准不确定度分量urel (PKHP) 按式 (5) 计算

式中:u (PKHP) —工作基准试剂质量分数数值的标准不确定度分量, %;

(1) 工作基准试剂质量分数数值的标准不确定度分量u (PKHP)

由GB 10738-2007规定工作基准试剂最大扩展不确定度U=0.05%, K=2, 所以

式中:a—工作基准试剂质量分数数值范围的半宽度, 本方法中使用邻苯二甲酸氢钾, 质量分数范围99.95%—100.05%, 其半宽度为0.05%。

所以由u ( (P6KH) P) 式2得u (PKHPr) 2=0.029%

(3) 由 (5) P式KH得Purel (PKHP) =0.00084

3.2.4 工作基准试剂摩尔质量数值相对标准不确定度分量urel (MKHP)

3.2.5 被标定溶液体积数值相对标准不确定度分量urel (V)

(1) 实验使用碱式滴定管, 规格为A级、量程50m L、分度0.1m L。根据JJG196-2006规定, 容量允差为±0.05m L, 滴定耗用氢氧化钾标准溶液31.85m L, 按照三角分布。

其耗用氢氧化钠标准溶液的体积的相对标准不确定度urel (V) 按式 (7) 计算

式中:a—碱式滴定管容量允差的半宽度, a=0.05m L。

所以由式 (7) 得urel (V) =0.00062

(2) 由温度补正值得修约误差引入的标准不确定度分量很小, 忽略不计。

3.2.6 B类相对合成标准不确定度uc Brel (C) 由式 (2) 计算

3.3 相对合成标准不确定度

3.4 合成标准不确定度

3.5 扩展不确定度表示

4 小结

本文分析了按照GB/T601-2002标准规定的方法标定氢氧化钠标准溶液不确定度评定方法与结果。由结果看不确定度的主要来源在B类评定上, 如果想减小不确定度, 在基准试剂和碱式滴定管无法更换的情况下, 应该使用误差范围更小的分析天平 (如十万分之一天平) 。

摘要:文章阐述了按照GB/T601-2002标准规定的方法标定氢氧化钠标准溶液, 按照JJF1059-2012标准规定的方法对其进行测量不确定度评定, 分析了氢氧化钠标准溶液标定的不确定度主要来源, 通过数学模型对各不确定度分量进行评定, 结果表明氢氧化钠标准溶液的浓度为0.09927±0.00026mol/L (K=2) 。

关键词:不确定度,评定,氢氧化钠,标定

参考文献

氯化钙溶液和氢氧化钠反应吗 篇2

氯化钙,一种由氯元素和钙元素组成的盐,化学式为CaCl2。微苦,无味。它是典型的离子型卤化物,室温下为白色、硬质碎块或颗粒。

氯化钙常见应用包括制冷设备所用的盐水、道路融冰剂和干燥剂。已有相关研究表明,将氯化钙担载于分子筛上而制备的`复合吸附剂比单一吸附剂有更好的吸附性能和稳定性。

无色立方结晶体,白色或灰白色,有粒状、蜂窝块状、圆球状、不规则颗粒状、粉末状。微毒、无臭、味微苦。吸湿性极强,暴露于空气中极易潮解。易溶于水,同时放出大量的热(氯化钙的溶解焓为-176.2cal/g),其水溶液呈微酸性。溶于醇、丙酮、醋酸。与氨或乙醇作用,分别生成CaCl2·8NH3和 CaCl2·4C2H5OH络合物。低温下溶液结晶而析出的为六水物,逐渐加热至30℃时则溶解在自身的结晶水中,继续加热逐渐失水,至200℃时变为二水物,再加热至260℃则变为白色多孔状的无水氯化钙。

硫酸铜与氢氧化钠溶液反应条件探究 篇3

关键词:硫酸铜与氢氧化钠溶液的反应;实验条件探究;化学实验教学

文章编号:1005–6629(2014)2–0049–02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

人教版九年级化学教材中有这样一个实验[1]:2 mL氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液,观察现象;再用酒精灯加热,观察现象。这个实验似乎很简单,实验预期现象为产生蓝色絮状氢氧化铜沉淀,加热后氢氧化铜分解生成黑色氧化铜。但从文献[2~4]中发现,硫酸铜和氢氧化钠的用量不同,发生的反应不同,通常有三种情况:

教材中设定该实验的目的是让学生掌握基本的实验操作,学会观察、记录实验现象,初中阶段实验教学中应避免(1)、(3)两种复杂情况的出现。而教材中并无对反应物质量分数的规定,导致硫酸铜和氢氧化钠的用量不确定。中学实验中硫酸铜溶液的质量分数通常为2%,因此固定硫酸铜溶液的质量分数为2%,通过改变影响实验的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序来探究实验的适宜条件,以期为教师实验教学提供参考。

1 实验内容

(1)配制2%的硫酸铜溶液,2%、4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液。

(2)A组:取10支试管编号①~⑩,分别装2 mL 2%的氢氧化钠溶液,再依次滴入2%的硫酸铜溶液1~10滴,从滴加瞬间、振荡、静置、水浴加热四个时刻观察并记录实验现象。

B组:将A组试剂反滴,即向10支装有2 mL 2%的硫酸铜溶液试管中依次滴加1~10滴2%氢氧化钠溶液。

(3)依次用4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液,重复第(2)步操作。

2 实验结果及讨论

2.1 氢氧化钠溶液中滴加2%的硫酸铜溶液

从表1看出,2%~4%的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%~8%的氢氧化钠溶液中滴加3~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀。实验时滴加1~2滴硫酸铜溶液,生成的蓝色Cu(OH)2沉淀少,最好滴加3滴以上。

此外,在A组实验中还出现两个意外现象,下面针对这两个现象展开讨论:

(1)在2 mL 2%氢氧化钠溶液中滴加2~5滴2%硫酸铜溶液,振荡静置后出现少量绿色沉淀。另外,笔者做过4 mL 0.5 mol/L氢氧化钠分别和3.0、3.5、4.0、4.5 mL 0.5 mol/L硫酸铜溶液(质量分数:NaOH~2.0%;CuSO4~7.4%)混合未振荡静置的实验,出现蓝色絮状、浅蓝色、绿色三种沉淀。在此出现的绿色沉淀是何物质,推测有以下两种情况:①氢氧化铜与溶解在溶液中的二氧化碳生成绿色的碱式碳酸铜沉淀;②碱式硫酸铜属于碱式盐,通式为Cux(OH)ySO4·nH2O,绿色沉淀可能是碱式硫酸铜的一种。

(2)在2 mL 20%氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液,未振荡,上层生成蓝色絮状沉淀,中层形成亮蓝色环,下层是未参与反应的无色氢氧化钠的溶液。氢氧化钠溶液浓度高、黏度大,硫酸铜溶液滴入后与上层氢氧化钠生成蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,沉淀逐步向下扩散与中层高浓度的氢氧化钠生成亮蓝色Na2[Cu(OH)4]溶液。理论上推测,再滴加适量的硫酸铜溶液使上层硫酸铜过量,静置一段时间,上层会出现浅蓝色的Cu4(OH)6SO4沉淀层,从而在一个试管中依次呈现浅蓝色、蓝色、亮蓝色三个色层,让学生形象直观地看出氢氧化钠与硫酸铜能发生三种反应,因而此实验具有进一步挖掘的价值。

2.2 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液

从表2看出,2%的硫酸铜溶液中滴加1~10滴20%氢氧化钠溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%的硫酸铜溶液中滴加3~10滴6%~20%的氢氧化钠溶液都生成Cu(OH)2沉淀。

此外,在2 mL的2%的硫酸铜溶液中滴加4%的氢氧化钠溶液5滴,生成Cu(OH)2沉淀和浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀,Cu(OH)2沉淀分解生成黑色的CuO,而碱式硫酸铜水浴加热不分解;滴加6滴,生成较多的Cu(OH)2沉淀和较少的浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀,加热后生成的黑色的CuO较多,不分解的浅蓝色的碱式硫酸铜较少,较多黑色和较少浅蓝色综合呈灰黑色。在2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加2%的氢氧化钠溶液10滴,加热后也呈灰黑色,表明有少量浅蓝色的碱式硫酸铜未分解。

3 实验结论

综上所述,得出如下结论:

(1)2 mL的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液,都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠溶液的质量分数应为2%~4%;3~10滴都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠的质量分数应为2%~8%。

(2)2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加1~10滴氢氧化钠溶液,都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠溶液的质量分数应为20%;3~10滴都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠的质量分数应为6%~20%。

(3)对于滴加顺序,取决于氢氧化钠溶液的质量分数的大小。当氢氧化钠溶液的质量分数较小时,则2 mL氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液;当质量分数较大时,则2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液。

参考文献:

[1]胡美玲主编.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2006:28

[2]段昌平.几个被误读的实验现象[J].化学教学,2012,(1):79~80.

[3]朱鹏飞,马宏佳,杜静.利用传感技术对硫酸铜与氢氧化钠反应的实验研究[J].中学化学教学参考,2008,(9):34~36.

[4]刘怀乐.对Cu(OH)2制备实验的研究[J].化学教育,2004,(10):53.

摘要:探究了影响硫酸铜和氢氧化钠溶液反应的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序,最终总结出硫酸铜和氢氧化钠溶液反应的适宜实验条件。同时分析讨论了探究过程中出现的意外现象。

关键词:硫酸铜与氢氧化钠溶液的反应;实验条件探究;化学实验教学

文章编号:1005–6629(2014)2–0049–02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

人教版九年级化学教材中有这样一个实验[1]:2 mL氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液,观察现象;再用酒精灯加热,观察现象。这个实验似乎很简单,实验预期现象为产生蓝色絮状氢氧化铜沉淀,加热后氢氧化铜分解生成黑色氧化铜。但从文献[2~4]中发现,硫酸铜和氢氧化钠的用量不同,发生的反应不同,通常有三种情况:

教材中设定该实验的目的是让学生掌握基本的实验操作,学会观察、记录实验现象,初中阶段实验教学中应避免(1)、(3)两种复杂情况的出现。而教材中并无对反应物质量分数的规定,导致硫酸铜和氢氧化钠的用量不确定。中学实验中硫酸铜溶液的质量分数通常为2%,因此固定硫酸铜溶液的质量分数为2%,通过改变影响实验的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序来探究实验的适宜条件,以期为教师实验教学提供参考。

1 实验内容

(1)配制2%的硫酸铜溶液,2%、4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液。

(2)A组:取10支试管编号①~⑩,分别装2 mL 2%的氢氧化钠溶液,再依次滴入2%的硫酸铜溶液1~10滴,从滴加瞬间、振荡、静置、水浴加热四个时刻观察并记录实验现象。

B组:将A组试剂反滴,即向10支装有2 mL 2%的硫酸铜溶液试管中依次滴加1~10滴2%氢氧化钠溶液。

(3)依次用4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液,重复第(2)步操作。

2 实验结果及讨论

2.1 氢氧化钠溶液中滴加2%的硫酸铜溶液

从表1看出,2%~4%的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%~8%的氢氧化钠溶液中滴加3~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀。实验时滴加1~2滴硫酸铜溶液,生成的蓝色Cu(OH)2沉淀少,最好滴加3滴以上。

此外,在A组实验中还出现两个意外现象,下面针对这两个现象展开讨论:

(1)在2 mL 2%氢氧化钠溶液中滴加2~5滴2%硫酸铜溶液,振荡静置后出现少量绿色沉淀。另外,笔者做过4 mL 0.5 mol/L氢氧化钠分别和3.0、3.5、4.0、4.5 mL 0.5 mol/L硫酸铜溶液(质量分数:NaOH~2.0%;CuSO4~7.4%)混合未振荡静置的实验,出现蓝色絮状、浅蓝色、绿色三种沉淀。在此出现的绿色沉淀是何物质,推测有以下两种情况:①氢氧化铜与溶解在溶液中的二氧化碳生成绿色的碱式碳酸铜沉淀;②碱式硫酸铜属于碱式盐,通式为Cux(OH)ySO4·nH2O,绿色沉淀可能是碱式硫酸铜的一种。

(2)在2 mL 20%氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液,未振荡,上层生成蓝色絮状沉淀,中层形成亮蓝色环,下层是未参与反应的无色氢氧化钠的溶液。氢氧化钠溶液浓度高、黏度大,硫酸铜溶液滴入后与上层氢氧化钠生成蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,沉淀逐步向下扩散与中层高浓度的氢氧化钠生成亮蓝色Na2[Cu(OH)4]溶液。理论上推测,再滴加适量的硫酸铜溶液使上层硫酸铜过量,静置一段时间,上层会出现浅蓝色的Cu4(OH)6SO4沉淀层,从而在一个试管中依次呈现浅蓝色、蓝色、亮蓝色三个色层,让学生形象直观地看出氢氧化钠与硫酸铜能发生三种反应,因而此实验具有进一步挖掘的价值。

2.2 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液

从表2看出,2%的硫酸铜溶液中滴加1~10滴20%氢氧化钠溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%的硫酸铜溶液中滴加3~10滴6%~20%的氢氧化钠溶液都生成Cu(OH)2沉淀。

此外,在2 mL的2%的硫酸铜溶液中滴加4%的氢氧化钠溶液5滴,生成Cu(OH)2沉淀和浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀,Cu(OH)2沉淀分解生成黑色的CuO,而碱式硫酸铜水浴加热不分解;滴加6滴,生成较多的Cu(OH)2沉淀和较少的浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀,加热后生成的黑色的CuO较多,不分解的浅蓝色的碱式硫酸铜较少,较多黑色和较少浅蓝色综合呈灰黑色。在2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加2%的氢氧化钠溶液10滴,加热后也呈灰黑色,表明有少量浅蓝色的碱式硫酸铜未分解。

3 实验结论

综上所述,得出如下结论:

(1)2 mL的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液,都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠溶液的质量分数应为2%~4%;3~10滴都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠的质量分数应为2%~8%。

(2)2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加1~10滴氢氧化钠溶液,都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠溶液的质量分数应为20%;3~10滴都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠的质量分数应为6%~20%。

(3)对于滴加顺序,取决于氢氧化钠溶液的质量分数的大小。当氢氧化钠溶液的质量分数较小时,则2 mL氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液;当质量分数较大时,则2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液。

参考文献:

[1]胡美玲主编.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2006:28

[2]段昌平.几个被误读的实验现象[J].化学教学,2012,(1):79~80.

[3]朱鹏飞,马宏佳,杜静.利用传感技术对硫酸铜与氢氧化钠反应的实验研究[J].中学化学教学参考,2008,(9):34~36.

[4]刘怀乐.对Cu(OH)2制备实验的研究[J].化学教育,2004,(10):53.

摘要:探究了影响硫酸铜和氢氧化钠溶液反应的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序,最终总结出硫酸铜和氢氧化钠溶液反应的适宜实验条件。同时分析讨论了探究过程中出现的意外现象。

关键词:硫酸铜与氢氧化钠溶液的反应;实验条件探究;化学实验教学

文章编号:1005–6629(2014)2–0049–02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

人教版九年级化学教材中有这样一个实验[1]:2 mL氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液,观察现象;再用酒精灯加热,观察现象。这个实验似乎很简单,实验预期现象为产生蓝色絮状氢氧化铜沉淀,加热后氢氧化铜分解生成黑色氧化铜。但从文献[2~4]中发现,硫酸铜和氢氧化钠的用量不同,发生的反应不同,通常有三种情况:

教材中设定该实验的目的是让学生掌握基本的实验操作,学会观察、记录实验现象,初中阶段实验教学中应避免(1)、(3)两种复杂情况的出现。而教材中并无对反应物质量分数的规定,导致硫酸铜和氢氧化钠的用量不确定。中学实验中硫酸铜溶液的质量分数通常为2%,因此固定硫酸铜溶液的质量分数为2%,通过改变影响实验的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序来探究实验的适宜条件,以期为教师实验教学提供参考。

1 实验内容

(1)配制2%的硫酸铜溶液,2%、4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液。

(2)A组:取10支试管编号①~⑩,分别装2 mL 2%的氢氧化钠溶液,再依次滴入2%的硫酸铜溶液1~10滴,从滴加瞬间、振荡、静置、水浴加热四个时刻观察并记录实验现象。

B组:将A组试剂反滴,即向10支装有2 mL 2%的硫酸铜溶液试管中依次滴加1~10滴2%氢氧化钠溶液。

(3)依次用4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液,重复第(2)步操作。

2 实验结果及讨论

2.1 氢氧化钠溶液中滴加2%的硫酸铜溶液

从表1看出,2%~4%的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%~8%的氢氧化钠溶液中滴加3~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀。实验时滴加1~2滴硫酸铜溶液,生成的蓝色Cu(OH)2沉淀少,最好滴加3滴以上。

此外,在A组实验中还出现两个意外现象,下面针对这两个现象展开讨论:

(1)在2 mL 2%氢氧化钠溶液中滴加2~5滴2%硫酸铜溶液,振荡静置后出现少量绿色沉淀。另外,笔者做过4 mL 0.5 mol/L氢氧化钠分别和3.0、3.5、4.0、4.5 mL 0.5 mol/L硫酸铜溶液(质量分数:NaOH~2.0%;CuSO4~7.4%)混合未振荡静置的实验,出现蓝色絮状、浅蓝色、绿色三种沉淀。在此出现的绿色沉淀是何物质,推测有以下两种情况:①氢氧化铜与溶解在溶液中的二氧化碳生成绿色的碱式碳酸铜沉淀;②碱式硫酸铜属于碱式盐,通式为Cux(OH)ySO4·nH2O,绿色沉淀可能是碱式硫酸铜的一种。

(2)在2 mL 20%氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液,未振荡,上层生成蓝色絮状沉淀,中层形成亮蓝色环,下层是未参与反应的无色氢氧化钠的溶液。氢氧化钠溶液浓度高、黏度大,硫酸铜溶液滴入后与上层氢氧化钠生成蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,沉淀逐步向下扩散与中层高浓度的氢氧化钠生成亮蓝色Na2[Cu(OH)4]溶液。理论上推测,再滴加适量的硫酸铜溶液使上层硫酸铜过量,静置一段时间,上层会出现浅蓝色的Cu4(OH)6SO4沉淀层,从而在一个试管中依次呈现浅蓝色、蓝色、亮蓝色三个色层,让学生形象直观地看出氢氧化钠与硫酸铜能发生三种反应,因而此实验具有进一步挖掘的价值。

2.2 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液

从表2看出,2%的硫酸铜溶液中滴加1~10滴20%氢氧化钠溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%的硫酸铜溶液中滴加3~10滴6%~20%的氢氧化钠溶液都生成Cu(OH)2沉淀。

此外,在2 mL的2%的硫酸铜溶液中滴加4%的氢氧化钠溶液5滴,生成Cu(OH)2沉淀和浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀,Cu(OH)2沉淀分解生成黑色的CuO,而碱式硫酸铜水浴加热不分解;滴加6滴,生成较多的Cu(OH)2沉淀和较少的浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀,加热后生成的黑色的CuO较多,不分解的浅蓝色的碱式硫酸铜较少,较多黑色和较少浅蓝色综合呈灰黑色。在2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加2%的氢氧化钠溶液10滴,加热后也呈灰黑色,表明有少量浅蓝色的碱式硫酸铜未分解。

3 实验结论

综上所述,得出如下结论:

(1)2 mL的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液,都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠溶液的质量分数应为2%~4%;3~10滴都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠的质量分数应为2%~8%。

(2)2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加1~10滴氢氧化钠溶液,都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠溶液的质量分数应为20%;3~10滴都只生成蓝色Cu(OH)2沉淀,氢氧化钠的质量分数应为6%~20%。

(3)对于滴加顺序,取决于氢氧化钠溶液的质量分数的大小。当氢氧化钠溶液的质量分数较小时,则2 mL氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液;当质量分数较大时,则2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液。

参考文献:

[1]胡美玲主编.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2006:28

[2]段昌平.几个被误读的实验现象[J].化学教学,2012,(1):79~80.

[3]朱鹏飞,马宏佳,杜静.利用传感技术对硫酸铜与氢氧化钠反应的实验研究[J].中学化学教学参考,2008,(9):34~36.

氢氧化亚铁溶液 篇4

关键词:氢氧化钠标准溶液,标定,小波变换,MATLAB

国标GB601-2002方法中,给出了不同浓度NaOH标准溶液的配制标准,标定时使用指示剂确定终点[1]。其缺点:一是整个过程靠手工操作;二是滴定终点时溶液颜色的判断人为因素影响较大;三是滴定终点时滴定剂的消耗量,不同人的读数有所差异。已有人将小波变换对信号奇异性分析,以及图象边缘检取的方法移植到滴定分析中来判断滴定终点,获得了满意的结果[2,3,4]。本文在简要回顾信号奇异性检测从傅里叶变换到短时傅里叶变换,直到小波变换演变过程的基础上,对一维离散小波变换、连续小波变换和第二代的提升小波变换用于滴定信号奇异性检测的原理作了论述;并以氢氧化钠标液的标定为例,介绍了MATLAB小波工具箱函数用于第一代、第二代小波变换检测滴定信号奇异性的程序设计步骤和函数选择原则。

1 从傅里叶变换到小波变换演变过程的简单回顾

经典的信号分析是建立在傅里叶变换基础之上的。它使用一种全局变换,要么完全在时域、要么完全在频域,因而无法表述信号的时频局部特性,而时频特性对非平稳信号奇异性检测(滴定终点检测正好属于这种情况)是至关重要的。为了分析和处理非平稳信号,人们对傅里叶变换进行了改进,提出并发展了一系列新的信号分析理论,其中短时傅里叶变换和小波变换就因此产生了。

然而,短时傅里叶变换也是单一分辨率的信号分析方法,它使用固定的短时窗函数,所以在信号分析时缺陷是显而易见的。而小波变换则是信号的时间—尺度分析方法,它具有多分辨率分析的特点,在时频两域都具有表征信号局部特征的能力,是一种窗口大小固定不变但其形状可改变,时间窗和频率窗都可以改变的时频局部化分析方法,它很适合探测正常信号中夹带的瞬态奇异性成分,所以被誉为分析信号的“显微镜”,因此把小波变换用于滴定信号奇异性检测就成了顺理成章的事情。

目前用于滴定信号奇异性检测的小波变换主要有:一维离散小波变换、一维连续小波变换和第二代的提升小波变换。

2 小波变换用于滴定信号奇异点检测的原理

2.1 二进离散小波变换的奇异性检测[5]

小波变换为某信号f(t)∈R2在小波域的投影,通常定义为f(t)和Ψ(t)的内积,Ψ(t)为满足容许性条件的小波函数。而在方法中小波变换采用卷积形式,即:

WΤaf(t)=f(t)Ψ(t)dt=1af(t)Ψ(t-τa)dt

式中Ψ(t)=1aΨ(ta),这样实际上是把小波变换WTaf(t)视为f(t)通过冲击响应为Ψa(t)的系统后的输出。一般取尺度n=2j,jZ,取连续变化值,τ为位移,则上述小波变换称之为二进小波变换。

由二进小波变换的定义可以看出,二进小波变换在尺度参量上,按照a=2j进行离散化处理,不同尺度a上的位移参量采用等间隔采样。通过使用快速算法,可以大大减少小波变换的计算量,因此被许多研究人员所采用。由小波变换进行奇异性分析的原理可知,当尺度S较小时,信号小波变换在x0点取得理想的极大值。二进小波变换在尺度区间的二进离散,能够得到的最小分析尺度是2(21),在许多情况下会使奇异性定量显得粗糙,从而影响试验数据的处理精度。

2.2 连续小波变换的奇异性检测[5]

Ψ(t)为满足容许性条件的小波函数,把任意L2(R)空间中的函数f(t)在Ψ(t)下进行展开,这种展开称为函数f(t)的连续小波变换,其表达式为:

Wf(a,b)=<f,Ψa,b>=|a|-12Rf(t)Ψ(t-ba)dt

待分析信号f(t)通常以离散的形式给出,因此连续小波变换在应用中也要进行相应的参数离散,但其离散方式非常自由,可以根据实际需要选择离散网格的细致程度。当尺度a的离散步长小于二进小波的离散步长时,连续小波变换具有更细致地刻画信号奇异性的能力,这是其它小波变换所不具有的优势。在相同的小波函数下,对含有奇异性边缘的方波分别进行连续小波变换和二进小波变换,连续小波变换的尺度空间以0.1为步长,然后分别提取a=0.8和a=1.0的连续小波变换值以及j=1和j=2的二进小波变换值,因此连续小波变换在信号奇异性检测方面比二进离散小波变换更具有优越性。

2.3 提升小波变换的奇异性检测[6]

传统小波的构造是通过对函数的平移和伸缩并结合傅里叶变换技术来实现的,提升格式与传统方法的主要区别是它完全不依赖傅里叶变换,完全在时空域完成了对双正交小波滤波器的构造。与传统的小波变换相比,其计算速度更快,计算方法更简单,计算结果更准确,对存储空间的要求较低,而且适合于自适应、非线性、非奇异采样和整数到整数的变换。

提升小波变换的运算量是传统小波变换的一半,在速度上快了几乎1倍。将正交小波看成双正交小波的特例,则Haar小波的低通滤波器h(ω)和高通滤波器g(ω)为

h(ω)=h˜(ω)=12+12e-iω

g(ω)=g˜(ω)=-12+12e-iω

假设低通尺度系数和高通小波系数分别为cj,kdj,m,则提升小波变换可定义为

cj,k=2lh˜1-2k,cj+1,l+lSk-mdm

dj,m=2lg˜1-2m,cj+1,l

s为提升函数,取s(ω)=-18eiω+18e-iω,则

h(ω)=h˜0(ω)+g˜(ω)s(2ω)¯=12+12e-iω-116e2iω+116eiω+116e-2iω-116e-3iω

通过推导计算,提升小波变换的低通部分为

cj,k=22(cj+1,2k+cj+1,2k=1)+18(dj,k-1-dj,k+1)

而小波变换的低通部分为

cj,k=216(-cj+1,2k-2+cj+1,2k+8cj+1,2k+1+cj+1,2k+2-cj+1,2k+3)+18(dj,k-1-dj,k+1)

可见,提升小波变换的运算比传统小波变换要少,在实际操作中,可以将2合并到系数中去,并应用对称性减少计算,加快速度。计算机的运行表明,提升小波变换运行比传统小波变换需要的时间大约少一半。提升格式算法实际就是从一个较简单的多分辨分析出发,利用尺度函数相同的多尺度分析之间的相互关系,逐步得到所需要性质的多尺度分析。以上的简要理论分析,说明提升小波变换检测滴定信号的奇异点确实有其优越性。

3 MATLAB滴定信号奇异性检测程序设计步骤及小波函数选择原则[4,5,6]

(1)输入原始数据

记录滴定过程中滴定剂滴加量(x)和溶液对应的瞬时电位或pH值(y),作为原始信号数据输入电脑。

(2)利用三次样条函数对信号“磨光”

信号的突变性检测需要先对原信号在不同尺度上进行“磨光”,再对磨光后信号的一阶或二阶导数检测其极值点或过零点。其中常用的磨光函数(也称为平滑函数),可选用Gauss函数或三次样条函数[6]。三次样条(spline)插值可以给出光滑的插值曲线,笔者实践后认为,MATLAB的内部函数spline,非常适合解决科学与工程计算中的插值问题。

(3)对“磨光”的信号选择合适类型的小波及尺度进行分解

滴定终点能够通过对信号进行小波变换后在不同尺度上的综合表现,来反映信号的突变或者瞬态特征。文献[6]认为,不同小波类型对突变信号的检测有不同的效果,所以正确的选择小波类型很重要。小波变换后的小波系数表明了小波与被处理信号之间的相似程度,如果小波变换仅仅要反映信号整体的近似特征,可选用较大的尺度;反之,要反映信号细节的变换,则应选用尺度较小的小波。笔者曾试验用db1小波、第二代的提升小波对滴定信号进行处理,试验表明,小波分解后细节系数d1,及提升小波分解后高频信号cD的极大值,均与滴定终点对应。

(4)重构分解后的信号

小波分解后,利用有关的小波函数重构信号的近似系数和细节系数,尤其是细节系数,因为细节系数,尤其是较小尺度的,可以清楚地反映出滴定信号奇异点的位置[6]。

(5)找出滴定终点的准确位置

根据重构的信号,确定信号奇异点处变量下标,进而求出滴定终点时滴定剂的消耗量,并计算出滴定分析的结果。

4 电位滴定—小波变换法标定NaOH标液浓度举例

欲标定0.5 mol/L 的NaOH标液,称取基准邻苯二甲酸氢钾质量为3.3502 g,标液滴加量(mL)与对应的溶液pH值如表1。

(1)用spline样条插值和一维离散小波变换确定终点

输入滴定剂滴加量(x)和溶液对应的pH值(y),并用三次样条函数spline “磨光”信号;调用MATLAB的wavedec()函数,对信号进行离散小波分解;用wrcoef()函数重构近似系数a3和1~3层细节系数d3、d2,d1;利用find函数,找出max(d1)的下标(3856),并由x(3856)求出滴定终点处NaOH滴加量32.7750 mL,(指示剂法求出为32.8 mL);最后根据称取基准邻苯二甲酸氢钾质量,计算出被标定的NaOH标液浓度,为0.5006 mol/L。

(2)用spline样条插值和一维连续小波变换确定终点

滴定信号(x)和(y)的输入和用三次样条函数spline “磨光”信号同⑴;调用MATLAB的cwt()函数,对信号进行一维连续小波分解并用图形显示;用ginput()函数标注出图形中下锤体的底部尖端处的坐标(3857),由x(3857)即可求出标液的滴加量为32.7800 mL,也可以利用图形上方的工具菜单tools和子菜单中的数据点标记Data Cursor,标注出图形中下锤体的底部尖端处的坐标(见图2);NaOH标液浓度的计算同前,标液的浓度为0.5005 mol/L。

(3)用spline样条插值和提升小波变换确定终点

滴定信号(x)和(y)的输入和用三次样条函数spline “磨光”信号同(1);确定提升方案并调用MATLAB的lwt()函数,对信号进行提升小波变换;根据变换得到的高频系数向量CD,找出滴定终点对应的坐标max(cD)的下标为(1928),并由x(2×1928)求得标液的滴加量为32.7750 mL,NaOH标液浓度的计算同前,标液的浓度为0.5006 mol/L。

5 结果对比和讨论

5.1 两种确定滴定终点方法结果的比较

注:临界值F0.05,(8-1)=3.79,t0.05,(16-2)=2.145。

由表2可知,计算的F计值小于临界值F0.05,(8-1)=3.79,计算的t计值也小于临界值t0.05,(16-2)=2.145,所以有95%的把握认为,不同滴定终点确定方法的测试结果无显著差异,即用两种不同方法确定滴定终点,标定的结果吻合、一致[7]。

5.2 两种滴定终点确定方法的优缺点分析

利用手工指示剂法,确定电位滴定终点的方法已经为人们熟知,其缺点:一是整个过程靠手工操作;二是滴定终点时溶液颜色的判断人为因素影响较大;三是消耗滴定剂的体积,不同人从滴定管上读取的结果会有差异。利用电位滴定取得NaOH溶液滴加量V(mL)与对应的pH值数据,然后使用MATLAB小波工具箱函数可以准确、快速、方便地确定滴定终点。MATLAB软件简单、易学,不涉及复杂的编程问题,一般分析者通过简单培训学习,很快就可掌握并上手操作。

6 结 语

(1)从傅里叶变换到小波变换演变过程和小波变换用于滴

定信号奇异性检测的原理分析,说明了小波变换用于滴定信号奇异性检测的优势。

(2)一维离散小波变换、一维连续小波变换和提升小波变换,用于确定电位滴定终点所得的标定结果,跟手工指示剂法的结果,经统计检验有95%的把握,认为两者无显著差异。

(3)利用MATLAB小波工具箱函数,可以准确、快速、方便地确定滴定终点。该软件简单、易学,不涉及复杂的编程问题,一般分析者通过简单培训,很快就可掌握并上手操作。

(4)利用三次样条(spline)插值,能够给出光滑的插值曲线,这样可以增加数据个数,减少测试的误差。

参考文献

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[2]卢小泉,刘宏德.分析化学中的小波分析技术[M].北京:化学工业出版社,2006:156-159.

[3]司圣柱,王丽平,王洪,等.小波变换用于电位滴定法测定极弱酸[J].分析化学,1999,27(8):912-916.

[4]司圣柱,王丽平.快速提升小波变换及其在电位滴定信号处理中的应用[J].计算机与应用化学,2005,22(12):1 132-1 136.

[5]朱凤岗,朱雪田.小波分析对奇异性检测用于滴定终点确定的研究[J].理化检验:化学分册,2003,39(5):263-266,268

[6]张德丰.MATLAB小波分析[M].北京:机械工业出版社,2009:283-292.

氢氧化亚铁溶液 篇5

在使用GB264—83石油产品酸值测定法测定时由于不同操作人员、不同的操作习惯、标准溶液使用时间长短等对分析结果造成不同的影响[6]。总结前人的经验找出对分析结果影响的最大因素为氢氧化钾标准溶液和标准溶液。通对氢氧化钾标准溶液配制的改进和找出氢氧化钾标准溶液在3-15天内测定试样结果重复性好, 准确度高, 避免因分析结果不准确而不能准确掌握设备润滑油质量的问题。

一、试验部分

1. 仪器

锥形烧瓶:250m L或300m L;球形回流冷凝管:长约300m L;微量滴定管:2m L, 分度为0.02m L。

2. 试剂

95%乙醇:分析纯;

甲酚红:称取甲酚红0.1g (称准至0.001g) 。研细, 溶于100毫升95%乙醇中, 并在水浴中煮沸回流5分钟, 趁热用0.05N氢氧化钾乙醇溶液滴定至甲酚红溶液由橘红色变为深红色, 而在冷却后又能恢复成橘红色为止, 甲酚红及氢氧化钾均为分析纯。

A标准溶液:称取2.8—5.6g KOH溶于1000m L容量瓶中并用无水乙醇中稀释到刻度等待标定。

B标准溶液:称取2.8—5.6g KOH溶于100m L无水乙醇中, 封闭放置一天后用虹吸法提取上层到1000m L溶量瓶中, 用无水乙醇稀释至刻度, 摇均匀后等待标定。

3. 方法[1]

中和1 g石油产品中的酸性物质所需的氢氧化钾的mg数称为酸值。单位以mg KOH/g表示。本方法用沸腾乙醇抽出试样中的酸性成分, 然后用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。测定原理可用下述酸碱中和反应式表示:

先将指示剂甲酚红放人被滴定溶液中, 通过指示剂颜色的改变来确定终点。记录反应时所消耗的氢氧化钾乙醇溶液的体积, 通过计算得出结果。

试样的酸值X, 用毫克KOH/克的数值表示, 按下式计算:

式中:V—滴定时所消耗氢氧化钾乙醇溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

G—试样的重量, 单位为克 (g) ;

T—氢氧化钾的克当量;

56.1—氢氧化钾的克当量;

N—氢氧化钾乙溶液的当量浓度。

4. 步骤

(1) 用清洁、干燥的锥形烧瓶称取试样8~10g, 称准至0.2g。

(2) 在另一只清洁无水的锥形烧瓶中, 加入95%乙醇50毫升, 装上回流冷凝管。在不断摇动下, 将95%乙醇煮沸5分钟, 除去溶解于95%乙醇内的二氧化碳。

(3) 在煮沸过的95%乙醇中加入0.5m L甲酚红溶液, 趁热用0.05N氢氧化钾乙醇溶液中和, 直至溶液由由黄色变成紫红色为止。

(4) 将中和过的95%乙醇注入装有已称好试样的锥形瓶中, 并装上回流冷凝管。在不断摇动下, 将溶液煮沸5分钟。

(5) 在煮沸过的混合液中, 加入0.5m L甲酚红溶液, 趁热用A氢氧化钾标准溶液或B氢氧化钾标准乙醇溶液分别进行滴定, 直至95%乙醇层由黄色变成紫红色为止。

(6) 在每次滴定过程中, 自锥形烧瓶停止加热到滴定达到终点所经过的时间不应超过3min。

二、结果与讨论

1. 标准溶液

称取经过105~110℃烘干至恒重 (烘干2h) 的邻苯二甲酸氢钾0.15~0.20g (准确至0.0002g) , 用不含CO2的蒸馏水进行溶解, 加入2~3滴酚酞指示剂, 用待标定的KOH乙醇溶液滴定至溶液由无色变为粉红色即达终点, 邻苯二甲酸氢钾及酚酞均为分析纯。平行测定三次, 根据滴定消耗的KOH体积计算出准确浓度, 得到数据 (表1) 。

滴定原理:KHC8H4O4+KOH=K2C8H4O4+H2O

CKOH—氢氧化钾乙醇标准滴定溶液的浓度, 摩尔每升 (mol/L) ;

m—邻苯二甲酸氢钾的质量的准确数值, 单位为克 (g) ;

V1—氢氧化钾乙醇溶液的体积的数值, 单位为毫升 (m L) ;

V2—空白试验氢氧化钾乙醇溶液的体积的数值, 单位为毫升 (m L) ;

M—邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值, 单位为克每摩尔每升 (g/mol) MKHC8H4O4=204.22。

要求: (1) 平行试验的相对偏差 (差值/平均值) 在±0.2~0.4%以内时, 才能取平均值计算其浓度。 (严格要求不大于0.1%) , (2) 制备的标准溶液浓度与规定浓度的相对误差不得大于5%。

从表1可以看出A标液稳定性没有B标准溶液好, A标准溶液的标准偏差比B标准溶液标准偏差大;原因是A标准溶液放置后有白色沉淀 (溶解不完全的KOH) 析出, 并可能直接把白色沉淀 (溶解不完全的KOH) 倒入滴定管, 影响A标准溶液的稳定性。

2. 试样的测定

取5种生产设备正在使用中的润滑油用A、B两种不同的标准溶液进行酸值测定, 看测定结果重复性是否在GB264—83规定的范围内 (表2) ;并对比A、B两种标准溶液对分析结果影响大小。分析结果为 (表3) ;

从表3可以看出B标准溶液测定的结果稳定性比A标准溶液测定结果要好, B标准溶液测定的结果标准偏差比B标准溶液测定的标准偏差小;

再根据表1内的重复性规定查看表2内用A、B两种标液的分析结果可以看出:A标准溶液测定结果的重复性均超出表1的规定;B标准溶液测定的分析结果在规定范围内;因此分析试样时标准溶液最好按B标准溶液配制方法进行配制。

3. 标准溶液时效性

用B标准溶液按放置时间进行测定试样, 每天测定5个试样, 每个试样平行测定3次, 取测定平均值得表4数据, 连续进行20天的分析对比, 找出标准溶液最佳使用期限 (表4) 。

根据表4的数据画出图1能更清楚的看出不同时间测定的分析结果的趋势、且根据趋势数据查表2更能明确的分析出标准溶液的最佳时效性;

放置第1天、第2天的标准溶液分析试样结果波动比较大, 超出表2规定的范围。而从第3天到第15天这段时间内分析试样的结果都比较稳定, 分析趋势线逐渐有向下趋势, 但重复性仍符合表2规定的标准范围, 而从第十五天开始, 分析结果向下趋势加速, 分析结果与前两天比较已超出表2规定的标准范围, 因此氢氧化钾标准溶液最佳时效性应在第3天到第15天内。

结论

实验结果表明, 使氢氧化钾溶液放置一天后再取上层清液配制的氢氧化钾标准溶液稳定性, 比GB264—83的方法直接配制的氢氧化钾标准溶液稳定性好, 测定试样的结果重复性高, 分析更准确。使用改进后的标准溶液且在第3天到第15天内滴定测得的试样分析结果准确, 测定结果误差完全在相关标准规定范围内。

摘要:在使用GB264—83石油产品酸值测定法测定润滑油中, 酸值含量时经常出现测定结果不稳定、数据重复性差的问题。经过大量试验分析后, 其主要原因是氢氧化钾标准溶液浓度的影响及氢氧化钾在其使用时效期外测定会对结果造成影响。因此, 通过对氢氧化钾标准溶液配制进行提取上层清液处理, 且通过用相同氢氧化钾标准溶液在不同时间对相同试样长期重复实验后, 确定氢氧化钾标准的正确处理方法和最佳使用时限期, 以减少测定误差, 提高测定结果的准确性。

关键词:润滑油,酸值,稳定性,氢氧化钾

参考文献

[1]陆克平汪声美GB/T7304标准酸值测定方法改进中国石油和化工标准与质量2009 5 (29) :20-21

[2]单云航空润滑油酸值的测定[J].理化检验-化学分册, 2000.1, 36 (1) :35-36.

[3]陈雪梅李树英李国英等润滑油酸值测定结果影响因素的分析《仪器仪表与分析监测) 2009 (3) 42-43

[4]范巧成, 范洁检测结果测量不确定度评定的简化途径和方法[J]理化检验-化学分册, 2007, 43 (11) :974-975.

[5]杨红兵, 梁阳.氢氧化钾标准溶液浓度值的不确定度评定[J].预防医学情报杂志, 2010.5, 26 (5) :418-420.

[6]李海燕, 张艳等.石油产品酸值测定方法比较及影响因素探讨齐鲁石油化工, 2011, 39 (4) :280-283

[7]徐元强.润滑油分析技术在发动机状态监控中的应用[J].合成润滑材料, 2010, 37 (1) :31-33.

氢氧化亚铁溶液 篇6

在中学教材中详细介绍了铝与氢氧化钠溶液发生的反应, 该反应方程式的表示如下:

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

这是一个氧化还原反应, 在反应中, 铝失去了电子, 氢得到电子.如果从上述的反应方程式来看, 其电子转移应该是:

2Al+2NaOH2e+2H24eO=2NaAlO2+3H2↑

但是这样表示却是错误的.

铝除去氧化膜之后, 与氢氧化钠溶液的反应可分下面两步写:

2Al+6H2O=2Al (OH) 3+3H2↑ (1)

Al (OH) 3+NaOH=NaAlO2+2H2O (2)

方程式是铝与水的反应, 铝的标准电极电势φθAl3+/Al=-1.706 V, 所以可以置换水中的氢, 但是在纯水中生成的氢氧化铝覆盖在铝的表面, 使反应不能继续进行.方程式 (2) 是氢氧化铝与氢氧化钠的反应, 氢氧化铝是典型的两性氢氧化物, 因此可以在强碱溶液中溶解, 使前一个反应得以继续进行下去.将方程式 (2) ×2与方程式 (1) 相加就可得到总反应方程式:

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

可见NaOH没有参与氧化还原反应:

2Al+6H26eO=2Al (OH) 3+3H2↑

方程式中H2O是氧化剂, 电子转移总数是6e.这样, 总的反应就是:

2Al+2NaOH+6H26eO=2NaAlO2+3H2↑+4H2O

方程式中的4H2O是酸碱中和反应生成的水.

实际上, 含AlO-2离子的NaAlO2类型的化合物只有在高温下用固相合成法才能得到, 到目前为止在水溶液中还没有找到AlO-2这样的离子.AlO-2离子在水中是以Al (OH) -4以及Al (OH) 3-6等配离子形式存在, 拉曼光谱现在已经证实了有Al (OH) -4离子存在.所以, 严格意义上说, 铝与氢氧化钠溶液反应的方程式应该表示为:

2Al+2NaOH+6H26eO=2Na[Al (OH) 4]+3H2↑

氢氧化亚铁溶液 篇7

二氧化碳和氢氧化钠溶液的反应是氢氧化钠的一个重要化学性质, 近年来, 此反应成了各类初三化学考试中的热点。为了使学生对此有清楚的认识, 笔者将涉及此反应的考题归为七个考点, 希望对大家有所帮助。

反应方程式:CO2+2Na OH=Na2CO3+H2O

考点1:NaOH固体可做干燥剂, 能干燥二氧化碳吗?

分析:不能。因为两者要发生化学反应。此类考点是化学反应原理的直接运用。

考点2:NaOH为什么必须密封保存?

分析:第一个原因易吸收空气中的水蒸气而潮解;第二个原因与空气中的二氧化碳反应而变质。此考点将本反应和空气的成分联系起来。

考点3:吸收或除去CO2, 选用Na OH还是Ca (OH) 2溶液?

分析:Na OH溶液。等质量的氢氧化钠和氢氧化钙的饱和溶液中, Na OH的质量分数远远大于氢氧化钙, 故Na OH多, 吸收二氧化碳就多, 吸收或除去的效果就好。此考点将本反应和溶解度联系起来。

考点4:用辅助实验初步证明CO2和Na OH溶液发生了反应。

分析:由于此反应没有明显现象, 只能通过其他辅助实验间接证明。第一类:通过Na OH溶液与CO2发生反应, 使容器内出现气压降低的现象。第二类:通过证明产物有Na2CO3的存在来证明CO2和Na OH发生了化学反应。

第一类举例:

操作及现象:

图1中, 将胶头滴管中的Na OH浓溶液挤入锥形瓶中, 片刻后观察到小气球膨胀。

图2中, 将充满CO2的试管倒置在盛有Na OH溶液的烧杯中, 片刻后观察试管中液面上升。

图3中, 将胶头滴管中的Na OH溶液挤入圆底烧瓶中, 打开止水夹, 烧杯中的水进入圆底烧瓶中, 形成喷泉。

图4中, 将分液漏斗中的溶液放入锥形瓶中, 打开止水夹, 烧杯中的水倒流。

第二类举例:

法1:取实验后的溶液滴加稀盐酸, 有气泡产生, 则证明NaOH和CO2反应。

方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

法2:取实验后的溶液加Ca (OH) 2溶液, 有白色沉淀生成, 则证明Na OH和CO2反应。

方程式:Na2CO3+Ca (OH) 2=CaCO3↓+2Na OH

法3:取实验后的溶液加CaCl2溶液, 有白色沉淀生成, 则证明NaOH和CO2反应。

方程式:Na2CO3+CaCl2=CaC O3↓+2NaCl

考点5:如何证明NaOH的变质情况?

分析:Na OH变质有三种情况: (1) 未变质:全部是Na OH; (2) 全部变质:Na2CO3; (3) 部分变质:Na OH和Na2CO3的混合物。

方法:取少量固体于试管中, 加水溶解, 加入过量CaCl2, 若无沉淀, 则未变质;若有沉淀, 过滤, 向滤液中加酚酞, 如果溶液变红, 则部分变质;如果溶液不变色, 则全部变质。

考点6:工厂废气中含有SO2, 可用Na OH溶液吸收, 请写出化学方程式。

分析:SO2+2Na OH=Na2SO3+H2O此反应是本考点的迁移。

考点7:装Na OH的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因 (玻璃中含有Si O2) 写出方程式。

分析:Si O2+2Na OH=Na2Si O3+H2O此反应是本考点的迁移。

以上七个考点是考试中最常见的, 只要做到理解原理清楚, 是较容易掌握和进行知识迁移的。

参考文献

[1]薛金星.初中化学基础知识手册[M].北京:北京教育出版社, 2011

[2]金慧文.多功能词典[M].上海:华东师范大学出版社, 2010

氢氧化亚铁溶液 篇8

笔者通过对“氢氧化钠溶液与盐酸反应的实验探究”展开课堂教学,尝试开展探究性学习评价。

一、课堂设计(片段)

1.引入新课(略)

2.课堂探究

笔者确立探究主题,分组讨论,设计实验方案,分组上台解说方案并演示实验。探究教学过程中形成多组有效的设计方案,现节选部分原始的和讨论优化后的设计方案摘录如下。

第一组的设计方案:

[原始设计方案]在氢氧化钠中加酚酞,变红,再用滴管加稀盐酸,溶液褪色。

[讨论优化后的设计]在洁净的试管里取1~2mL稀氢氧化钠溶液,并在其中滴加2~3滴酚酞试剂,振荡试管,再用滴管逐滴加稀盐酸,观察试管内溶液颜色的变化。

第二组的方案设计:

[原始设计]取氢氧化钠溶液放在试管中,用pH试纸测定该溶液的pH为a,再往该试管内加入盐酸充分反应后,再用pH试纸测定该溶液的pH为b,若a>b,说明盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应。

[讨论优化后的设计方案]取2~3mL 0.1mol/L的氢氧化钠溶液加入试管中,用pH计测定该溶液的pH为a,再往该试管内加入过量的盐酸,充分振荡,再用pH计测定该溶液的pH为b,若a>b且b≤7,说明盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应。

第三组设计方案:

[原始设计方案]取氢氧化钠溶液放在试管中,加入盐酸反应后,再转移到蒸发皿中,煮沸蒸发至晶体析出,再取少量晶体溶于水,加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,若出现沉淀,则证明有氯化钠生成。

[讨论优化后的设计方案]取2~3mL的氢氧化钠溶液加入试管中,加入过量盐酸,充分振荡,再转移到蒸发皿中,煮沸蒸发至晶体析出,再取少量晶体溶于水,加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,若出现沉淀,则证明有氯化钠生成。

第四组设计方案:

[原始设计方案]在收集有氯化氢气体的干燥的集气瓶内,加入氢氧化钠固体,用白色的无水硫酸铜粉末检验是否有水生成。

[讨论优化后的设计方案]利用原子示踪法。把氢氧化钠中的氧原子16 O变成18 O,反应后测定水中是否有H218 O存在,即可确定是否发生反应。

第五组设计方案:

[原始设计方案]分别用两只试管取一定量一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液,将盐酸倒入氢氧化钠溶液中,用手感受量筒外壁是否发热。

[讨论优化后的设计方案]分别用两只100mL量筒量取20mL的一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液,用温度计分别测定盐酸和氢氧化钠溶液的温度,记录数据,再将盐酸倒入装有20mL氢氧化钠溶液的量筒内,充分振荡后,立即用温度计测定混合后溶液的温度,记录数据,比较这两个温度数据的差异,如果不同,即可确定氢氧化钠溶液与盐酸发生反应。

3.课后探究

以课堂探究讨论设计方案的过程中形成的新的探究问题作为课后探究课题。

二、课堂评价与反思

1.应重视把提高实验基本操作能力和语言文字表达能力与课堂探究过程结合起来

课堂上,笔者组织学生分组讨论,引导合作,促进交流,上台表述设计方案,演示实验操作,以及比较前后方案设计,发现学生实验基本技能较差。比如,滴管滴加液体,振荡试管,转移液体等操作存在较大问题,另外,在表述化学实验的基本操作规范上存在取用试剂无用量、无仪器、无操作,表述结果无现象、无结论等问题。

实验操作和文字表达能力是探究实验的基本技能,它对于探究性实验的开展有着重要的作用。探究性实验需要学生主动参与,形成有效的实验设计方案,用规范的实验操作独自完成实验验证,并能用确切的语言文字对实验结果进行表达,有利于培养学生良好的实验习惯,有利于达到提高探究实验能力的目标。

2.应重视将探究性实验的过程评价与学生追求成就感的心理结合起来

笔者发现本次课堂气氛热烈,学生思维活跃,探究兴趣浓厚,争当小组代表,台上勇于发言,台下敢于质疑,引发出高质量的探究问题,优秀的设计方案层出不穷,超出笔者课前的预想。

由于探究性实验课题的开放性决定了探究没有标准答案,探究过程中会发生什么也是无法预期的,所以,教师应抓住学生爱表现自我,追求成就感这一心理特点,在教学过程中,鼓励学生发表想法,大胆质疑,发现学生的优秀表现,要适时加以表扬,在学习过程中评价学生,激发学生的学习兴趣,保持课堂的热烈气氛。

3.在探究实验课堂教学过程中教师应重视对学生设计方案的设问引导和质疑完善

笔者在教学中发现,大部分学生设计的方案都存在漏洞,只需提出一个问题就可以把学生的方案推翻,但也只需提出一些启发和引导的问题,学生就恍然大悟并独立完善设计方案。

教师有效的设问和质疑不仅可以帮助和启发学生层层深入地分析问题,疏导思维障碍,纠正思维偏差,从而完善实验方案,而且还可以引导学生交流讨论,最大限度地发挥学生创造潜能,调动学生探究的积极性,帮助学生解决有争议的、有难度的探究问题,并能在这样的探究中找到乐趣。另外,还可以创设新的实验情景,形成多种猜想和假设,引领学生多角度思考,改变探究教学中“不探只究”的错误观念。

4.重视课堂上学生对方案设计的质疑和猜想,拓展探究视野

课堂上,在方案评价优化环节中,学生之间相互讨论非常热烈,也敢于质疑,提出自己的想法,在矛盾冲突中产生了很多有价值的问题,可能这些问题会给课堂教学带来较大干扰,但对于探究性教学这是非常宝贵的财富。

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