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关于粗盐提纯试验中溶液变黄问题的探究 小组成员：李常健 杨西萌 许承熙 焦玥明 何天祥 新课标全国高中课本化学必修一中有一个粗盐提纯的实验。该实验用到的器材有：蒸发皿、坩埚钳、三脚架、酒精灯、漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯、铁架台以及托盘天平。用到的药品有：粗盐、稀盐酸（此处使用分析纯）、碳酸钠溶液、氯化钡溶液以及氢氧化钠溶液。 在实验中，所有步骤都按照课本上的规定以及课前自己的准备有条不紊的进行着。到了最后一步，蒸发溶剂得到较为纯净的氯化钠。但是在蒸发过程中，蒸发皿中的溶液颜色逐渐变黄。那么是什么原因导致该实验中溶液颜色变黄呢？ 经过讨论，我们提出了以下几点猜想： 加热时盐酸或氯化钠分解，生成的氯气溶于水中导致溶液变黄。 盐酸分解的反应方程式： 2HCl===通电===H2↑+Cl2↑ 经过查阅资料得知，H－Cl键键能为432kJ/mol，H－H键键能为436kJ/mol，Cl－Cl键键能为243kJ/mol。则氯化氢分解为吸热反应。而HCl十分稳定，若使其分解需要很高的温度。这在学生实验中是无法实现的。因此不可能是由于盐酸分解导致溶液变黄。 同理，排除氯化钠高温分解的影响。 盐酸中含有三价铁离子。 三价铁离子的水溶液显黄色，但此处使用的盐酸属于分析纯的级别，因此基本可以确定盐酸中无三价铁离子。那么是否是因为粗盐中含有少量三价铁呢？答案从理论上来说是否定的。因为在实验初期添加氢氧化钠溶液时并没有产生红棕色沉淀。经过分析，我们认为如果是三价铁离子影响，其来源一定在氯化钡溶液中或是残留在实验器具上。我们对反应余液进行了简单的分析。 将反应余液冷却至室温，取少量于试管中。滴加氢氧化钠溶液，发现无明显现象。则基本确定溶液变黄不是由于三价铁离子引起的。因为此处溶液颜色是宏观可感的，达到这种效果需要三价铁离子的量是很大的，不可能转化为氢氧化铁沉淀以后无法观察到现象。 粗盐中含有一定量溴单质。 溴单质化学式为Br2，相对分子质量159.81，属于卤素单质。常温下为深红棕色液体，有刺激性气味。可溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。 溴水颜色为橙色，但是浓度低的情况下为黄色。不同粗盐的组分不同，但是均含有1%左右的溴单质。因此溶液变黄可能是由于溴单质溶于水导致的。对此我们进行了简单的分析。 取少量常温的反应余液于两只试管中，一支中滴加少量硝酸银溶液，发现生成淡黄色沉淀（由于溶液也呈淡黄色，此现象不易观察，需过滤，得到的沉淀不溶于稀硝酸）。加入少量淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝。由此可初步判断溴单质溶于水是导致溶液变黄的原因之一。 溶液中有少量铜离子导致变色。 粗盐成分中含有少量铜元素。在加热过程中，溶液中的铜离子有可能被氧化形成氧化铜或氧化亚铜。在物质的量很少的情况下，有可能造成视觉上变黄的效果。另外，由于铜的质量分数很小，因此添加氢氧化钠将铜离子沉淀后，细小的沉淀有可能痛过滤纸进入滤液。对于这一假设，我们进行了验证。 取常温下的反应余液少量于试管中，滴加氢氧化钠溶液，未见蓝色沉淀生成。但考虑到有可能由于铜离子含量太低，沉淀物在黄色溶液中不好观察，保留此推测。 以上即为我们小组成员讨论之后所得的结论。其中，溴单质和铜离子的存在导致溶液变色的说法获得了我们的认同。但是为了鉴别主要原因，我们准备再次进行实验。 我们重新进行了粗盐提纯实验，并发现反应余液颜色仍然发黄。这也证明了此现象不是偶然现象。这次实验我们加大了药品用量，以增大可能含有的铜离子的量以及溴单质的量。 取两份相同反应余液于试管中。在一支试管内加入少量四氯化碳，震荡，发现溶液分层，上层黄色基本消失，底层颜色变黄。通过分液得到底层溶液，加入少量淀粉，未变蓝，证明四氯化碳中的溶质不是碘单质。向其中加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明含有Br2或Cl2。但经过分析，此实验中不可能产生Cl2，因此确定液体变黄的原因之一为溴单质的影响。 在另一支试管中加入足量氢氧化钠溶液，试管中无明显现象。由于此次实验药瓶用量增加，因此若含有铜离子应该可以观察到氢氧化铜沉淀。因此证明铜离子不是导致溶液变黄的因素。另外通过理论分析，发现在实验初期为除去镁离子添加氢氧化钠溶液时，由于铜离子的量增加，这一步就应该滤去。但溶液最终仍显黄色，已经可以排除此可能性。 经过三次粗盐提纯的实验以及若干次物质检验，本小组得出结论：粗盐提纯实验后期，溶液变黄是由于粗盐中本来含有的溴单质溶于水，蒸发溶剂时浓度变大显出黄色。