Question

14．学习化学一年后，同学们对课本上“支持燃烧的气体一般是氧气”这句话产生了质疑．在老师的帮助下，用金属钠来探究下列问题：
【提出问题】金属钠能否在其他气体（如：CO₂）中燃烧？
【查阅资料】金属Na性质活泼，常温下，它极易与氧气反应生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠．金属钠还可以与水剧烈反应放出氢气．
【实验探究】在实验室中，同学们发现金属钠保存在煤油中；
实验：将燃烧的钠迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，观察到钠在CO₂中继续燃烧，反应后冷却，瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质．
【问题讨论】
（1）金属钠保存在煤油中的原因是：钠的密度比煤油大，能使钠和空气隔绝．
（2）根据上述资料写出钠块投入水中发生反应的化学方程式：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．
（3）实验中生成的黑色颗粒是，而白色物质可能是什么呢？
①同学们围绕白色物质可能是什么产生如下猜想：甲认为白色物质是氧化钠，乙认为是碳酸钠，丙认为是氧化钠和碳酸钠的混合物，丁认为是氢氧化钠．
我认为丁的猜想是错误的，理由是反应物中不含有氢元素．
②对白色物质是什么进行实验再探究，方案设计如下：

	实验操作	实验现象	实验结论
方案1	取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察	溶液变成红色	白色物质中一定有氧化钠
方案2	取该样品少量于试管里，滴加足量盐酸，观察	溶液中有气泡冒出	白色物质中一定有碳酸钠．
方案3	（1）取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液溶液 （供选试剂：A．石灰水B．氯化钙溶液　C．硫酸铜溶液） （2）过滤，再向滤液里滴加无色酚酞试液．	出现白色沉淀 无明显现象出现	乙（在甲、乙、丙中选）的猜想成立．

③评价与反思：小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色．
【拓展应用】测定实验中使用的盐酸（如图）的实际质量分数．
为了测定，小明配制了20%的氢氧化钠溶液100g然后在烧杯中加入20g配得的氢氧化钠溶液，再逐滴加入该盐酸，恰好完全反应时测得消耗了25g该盐酸．
请以此次测定的数据，计算该盐酸的实际质量分数为14.6%，但发现测得的实际质量分数与标签上标出的质量分数不一致，可能原因部分氯化氢挥发出去（不考虑误差）．

Answer 1

分析 【问题讨论】
钠的密度比煤油大，能够浸没在煤油中，从而使钠和空气隔绝；
钠和水反应生成氢氧化钠和氢气；
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
碳酸钠能和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
【拓展应用】
氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，隔绝反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算；
盐酸易挥发．

解答 解：【问题讨论】
（1）金属钠保存在煤油中的原因是：钠的密度比煤油大，能使钠和空气隔绝．
故填：钠的密度比煤油大，能使钠和空气隔绝．
（2）钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的化学方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．
故填：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．
（3）实验中生成的黑色颗粒是碳．
故答案为：碳．
①丁的猜想是错误的，理由是反应物中不含有氢元素，因此不可能生成氢氧化钠．
故填：反应物中不含有氢元素．
②对白色物质是什么进行实验再探究，方案设计如下表所示：

	实验操作	实验现象	实验结论
方案1	取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察	溶液变成红色	白色物质中一定有氧化钠
方案2	取该样品少量于试管里，滴加足量盐酸，观察	溶液中有气泡冒出	白色物质中一定有碳酸钠．
方案3	（1）取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液 （供选试剂：A．石灰水B．氯化钙溶液　C．硫酸铜溶液） （2）过滤，再向滤液里滴加无色酚酞试液．	出现白色沉淀 无明显现象出现	乙（在甲、乙、丙中选）的猜想成立．

③小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色．
故填：碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色．
【拓展应用】
设稀盐酸中氯化氢的质量为x，
NaOH+HCl═NaCl+H₂O，
40    36.5
20g×20%   x
$\frac{40}{20g×20%}$=$\frac{36.5}{x}$，
x=3.65g，
该盐酸的实际质量分数为：$\frac{3.65g}{25g}$×100%=14.6%；
但发现测得的实际质量分数与标签上标出的质量分数不一致，可能原因是部分氯化氢挥发出去，导致稀盐酸溶质质量分数减小．
故填：14.6%；部分氯化氢挥发出去．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．