Question

3．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应．在高中化学教材的几次改版中该实验曾出现过几种不同的演示方法，分别如图中甲、乙、丙所示：
（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中，加入一小块金属钠．下列现象描述正确的是ABD（填字母）．
A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失     B．钠熔化成一个光亮的小球
C．反应开始后，溶液由无色变红色      D．恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出
（2）请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切成绿豆大小的钠粒，并将多余的钠放回试剂瓶中→用镊子夹取金属钠投入到盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中．
（3）按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中．取相同质量的钠按下列几种情况收集产生的气体在相同条件下体积最大的是A．
A．用铝箔包住钠    B．用锡箔包住钠    C．直接将钠投入的水中
（4）用装满水的矿泉水瓶按图丙方法进行实验，（用手挤压矿泉水瓶共排出水的体积为112mL）塞紧带有钠的塞子，反应结束后，干瘪的带塞矿泉水瓶恰好恢复成原状，假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用金属钠的质量是多少克？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）钠在酸、碱和盐溶液中都能发生反应，和酸溶液反应时，就是和酸的反应，和碱或盐溶液反应时，都是先和水反应，反应现象就是钠和水反应、氢氧化钠和盐反应的现象；
（2）做钠和水的反应实验时，要把取出的钠用滤纸吸干煤油，切割绿豆大小的钠粒，并将多余的钠放回试剂瓶；
（3）生成的氢气包括钠和水反应的，氢氧化钠和其它金属能放出氢气则生成的氢气就较多；
（4）该反应中排出水的体积就是氢气的体积，根据氢气和钠的关系式计算钠的质量．

解答 解：（1）将钠投入到碳酸氢钙溶液中，钠先和水反应，呈现的现象是：钠浮在水面上，熔化成一个光亮的小球，并四处游动，最后消失，生成的氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成难溶性的碳酸钙，所以恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出，
故答案为：ABD；
（2）做钠和水的反应实验时，用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成绿豆大小的钠粒，并将多余的钠放回试剂瓶中，
故答案为：用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成绿豆大小的钠粒，并将多余的钠放回试剂瓶中；
（3）钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，锡和氢氧化钠溶液不反应，所以生成氢气体积最大的是用铝箔包住钠，
故答案为：A；
（4）该反应中排出水的体积就是氢气的体积，设消耗的钠的质量是x，
2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
2×23 g                  22400 mL
X                            112 mL
x=$\frac{2×23g×112mL}{22400mL}$=0.23g，
答：所用金属钠的质量是0.23g．

点评 本题以钠的实验设计为载体考查了钠的性质，会根据钠的性质分析钠和水反应的实验现象，难度不大．