Question

3．小明同学在“金属拓展阅读”活动中了解到：金属钠在常温下与水剧烈反应能生成一种可燃性气体．教师结合小明已有知识设计了如图所示装置进行实验．
【小资料】金属钠一般存放在煤油中或用石蜡封存，煤油的密度为0.8g/mL．
（1）问题：采取上述保存金属钠的方法中，煤油或石蜡的作用是隔绝水、隔绝空气．
（2）实验过程

	操作	现象及解释
①	打开止水夹a及分液漏斗活塞，待液体充满大试管后，关闭止水夹a及分液漏斗活塞．	液体分层，钠熔成银白色小球，在液体分层的界面上方跳动，产生大量气泡，下层溶液变成红色，并逐渐被压入B中．金属钠的物理性质：银白色、熔点低、密度小于水的密度（或大于煤油）．
②	打开止水夹b，待B中部分溶液进入C中，迅速关闭止水夹b．	反应的化学方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O．
③	打开止水夹c	反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
④	将燃着的木条伸到导管尖嘴处，打开止水夹a； 在火焰上方罩一个干冷的烧杯．	气体燃烧，产生淡蓝色火焰 烧杯内壁有无色液滴生成，A中气体为氢气．

（3）反思分析
①金属钠与水反应的化学方程式为2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．
②反应结束，C中溶液变成无色后，其溶质是NaCl；NaCl和HCl（指示剂除外，写出所有可能）．
③金属钠着火不能（填“能”或“不能”）用水把它浇灭．
④把金属钠放在空气中，经过一系列的变化后，最终的产物是Na₂CO₃．

Answer 1

分析 （1）根据金属钠在常温下与水剧烈反应能生成一种可燃性气体回答；
（2）①根据信息钠熔成银白色小球，在液体分层的界面上方跳动分析物理性质；
②根据酚酞试液变成红色知道生成氢氧化钠和二氧化碳反应，写出方程式；
③根据二氧化碳被氢氧化钠反应，使瓶内的气压变小，导致烧杯中的稀盐酸倒流并与生成的碳酸钠反应产生二氧化碳分析，写出相应的方程式；
（3）根据酚酞试液变红和④中产生的结论分析错误是氢氧化钠和氢气，写出反应的方程式；根据碳酸钠和稀盐酸反应的程度分析其中的溶质；
根据题中信息可知金属钠着火不能用水把它浇灭解答．

解答 解：（1）金属钠在常温下与水剧烈反应能生成一种可燃性气体，因此要用石蜡或煤油隔离水和空气，防止发生反应而产生危险；
（2）①钠熔成银白色小球，在液体分层的界面上方跳动，说明钠的熔点低，是银白色的金属，密度比水小，比煤油大的物理性质；
②钠与水反应后生成的溶液能使酚酞试液变成红色，根据元素守恒说明生成了氢氧化钠，打开止水夹b时进来的氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，
故反应的方程式为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
③因为二氧化碳和氢氧化钠反应使瓶内的气压变小，导致烧杯中的稀盐酸倒流并与生成的碳酸钠反应产生二氧化碳而出现气泡的现象，
反应的方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①钠和水反应产生了使酚酞试液变红的氢氧化钠和④中结论产生氢气，故方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑；
②C中是碳酸钠和稀盐酸反应，若二者完全反应，溶质只有氯化钠，若不完全反应，可能剩盐酸，但没有碳酸钠：因为看到红色消失，溶液不显酸性；
故可能是：NaCl；NaCl和HCl；
③因为钠和水反应，属钠着火不能用水把它浇灭；
④Na的性质活泼，易与空气中氧气反应生成Na₂O，Na₂O易与水反应生成NaOH，NaOH吸收空气中的水和CO₂生成Na₂CO₃•xH₂O，Na₂CO₃•xH₂O风化脱水生成Na₂CO₃．
故答案为：（1）隔绝水、隔绝空气（合理答案均可）；
（2）①银白色、熔点低、密度小于水的密度（或大于煤油） （合理答案均可）；
②CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
③Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）①2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑；
②NaCl；NaCl和HCl；
③不能；
④Na₂CO₃．

点评 本题是一道信息给予题，难度较大，关键是根据题中提供的信息，结合已有的知识理论即可完成，通过分析很好的培养了学生的思维能力和分析问题的能力．