Question

【题目】小耿同学在某门户网站上看到一段震撼的视频，将大块的钠扔入湖水中瞬间产 生爆炸。于是，他对钠和水的反应产生了强烈的好奇，并在老师和同学的帮助下进行相关探究。

（查阅资料）

①钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水等物质发生反应，与水剧烈反应能生成一种可燃性气体。

②钠的密度是0.97g/cm3，煤油的密度是0.8g/cm3，水的密度是1g/cm3。

（实验探究）

在小扈同学的启发下，小耿同学设计了如图1所示的一套钠与水反应的实验装置(夹持仪器 已略)。

（实验步骤）

①检查装置气密性；

②向大试管中加入一定体积煤油；

③用小刀切一小块钠，放入大试管，塞上橡皮塞；

④打开活塞，通过长颈漏斗向试管中加入水，使煤油的液面升至胶塞，关闭活塞，观察现象。

请回答下列问题：

(1)步骤①中检查该装置气密性的方法是___。

(2)步骤②中煤油的作用是___。

(3)实验中长颈漏斗的作用除了可以方便添加液体，还能___。

（实验反思）实验结束后，小戴同学对于剩余溶液的溶质成分产生了好奇，并在老师的指导下运用如图2所示的装置进行探究，在此基础上，绘出了如图3所示的图象。

根据图3回答下列问题：

(4)钠和水的反应属于___反应(填“吸热”或者“放热”)。

(5)小乐同学认为通过图3就可以初步判断剩余溶液的溶质为___，理由是___。

（实验拓展）

(6)写出钠和水反应的化学方程式为___。

(7)小季同学将图1试管中的水换成足量的硫酸铜溶液，观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀，反应后，溶液中SO42﹣的质量分数___(填“变大”、“不变”或者“变小”)。

Answer 1

【答案】向长颈漏斗中加水至液封，关闭活塞，继续加水，若长颈漏斗内能形成一段稳定的水柱，则气密性良好 防止 Na 与空气中的氧气反应 形成液封，防止气体从加液口逸出；防止压强过大冲开活塞 放热 NaOH 溶液最终呈强碱性，反应物中只有 Na、O、H 三种元素，故溶质为 NaOH 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 变大

【解析】

（1）步骤①中检查该装置气密性的方法是向长颈漏斗中加水形成液封，关闭活塞，继续加水，若长颈漏斗内能形成一段稳定的水柱，则气密性良好；

（2）根据“钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水等物质发生反应，与水剧烈反应能生成一种可燃性气体”可知，步骤②中煤油的作用是防止 Na 与空气中的氧气反应。

（3）实验中长颈漏斗的作用除了可以方便添加液体，还能形成液封，防止气体从加液口逸出；长颈漏斗可以容纳一定量的水，反应生成气体时气压增大，水流回长颈漏斗，减小时水重新流回试管，可以缓冲平衡气压，防止压强过大冲开活塞；

（4）根据图3可知，反应过程溶液的温度不断升高，钠和水的反应属于放热反应；

（5）根据图3可知，反应后溶液的pH大于7，呈碱性，结合质量守恒定律初步判断剩余溶液的溶质为氢氧化钠，理由是溶液最终呈强碱性，反应物中只有 Na、O、H 三种元素，故溶质为 NaOH；

（6）根据上述分析可知，钠和水生成氢氧化钠和氢气，反应的化学方程式为：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑；

（7）小季同学将如图试管中的水换成足量的硫酸铜溶液，观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀，反应后硫酸根在水中不发生变化，但水被 Na 消耗，溶剂的质量减小，溶液中SO4的质量分数变大。