Question

3．小明同学在课外阅读中得知：钠是一种活泼金属，常温下能与氧气，水发生反应，其中钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，在实验室，该同学选取50ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液于烧杯中，再取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究．
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【查阅资料】已知Na₂SO₄的水溶液呈中性．
【猜想与假设】
猜想一：Na₂SO₄；
猜想二：Na₂SO₄、NaOH；
猜想三：Na₂SO₄、CuSO₄；
猜想四：Na₂SO₄、CuSO₄、NaOH；
其中不合理的是硫酸铜与氢氧化钠不能在溶液中共存；
【实验方案与验证】

实验	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，观察现象	溶液为无色	猜想一或二成立
实验二	另取少量滤液于试管中，向其中滴加酚酞试剂	无明显现象	猜想一成立
实验三	常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度	pH=7	猜想一成立

【拓展延伸】金属钠在运输、保存中应该注意防潮．

Answer 1

分析 【猜想与假设】根据反应物有可能剩余来分析；
【实验方案与验证】实验一：根据硫酸铜溶液是蓝色的来分析；
实验二：根据氢氧化钠溶液显碱性来分析；
实验三：根据溶液的酸碱性来分析；
【拓展延伸】根据题干信息来分析．

解答 解：【猜想与假设】将金属钠投入硫酸铜溶液中后，钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠．
若氢氧化钠与硫酸铜恰好完全反应，二者都没有剩余则反应后的溶液中溶质只有硫酸钠．
若氢氧化钠有剩余，则反应后的溶液中溶质有硫酸钠、氢氧化钠；
所以硫酸铜有剩余，反应后的溶液中溶质有硫酸钠、硫酸铜．
因为硫酸铜与氢氧化钠能发生复分解反应，所以二者不能共存．
故填：Na₂SO₄、NaOH；硫酸铜与氢氧化钠不能在溶液中共存（答案合理即可）；
【实验方案与验证】
实验一：因为硫酸铜溶液是蓝色，所以若滤液为无色，则一定不含硫酸铜，即猜想一或猜想二成立；故填：一或二；
实验二：氢氧化钠溶液显碱性，能使无色的酚酞试液变红色，而该滤液不能使之变色，所以滤液中一定不含氢氧化钠，所以猜想一成立；故填：一；
实验三：氢氧化钠溶液显碱性，pH＞7；Na₂SO₄的水溶液呈中性，pH=7，所以若滤液的pH=7，则猜想一成立；故填：一；
【拓展延伸】因为金属钠的化学性质活泼，且能与水反应，所以要防潮．故填：防潮．

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．