题目内容
“大洋网”网站上曾登载了一篇名为《金属钠“水雷”惊现珠江》的报道,报道描述了几只神秘的盛满钠的铁桶在广州市珠江水域漂浮,并发生多次剧烈爆炸的惊人场面.以下是该文章部分内容的摘录:
据现场一位围观的群众讲,早上10时多,石溪水域内突然冒起一股白烟,从漂在水面上的一个铁桶内窜出亮红色的火苗,紧接着一声巨响,蘑菇状的水柱冲天而起.“没想到水里的东西也能着火爆炸.”一位妇女惊讶地说.随后,直到中午,这个铁桶又连续爆炸了多次.爆炸腾起的白色烟雾约10 m高,还有许多白烟飘到了旁边的正大公司里面.
正大公司的一名保安说,①飘进公司的白烟内还有许多没有燃烧的残渣,这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡,有时甚至还会突然着火,为了防止引起火灾,公司的人只好在烟尘降落的地域喷了许多水,以便引燃这些仍然没有燃烧的东西.一位保安笑着说:“平常我们都是用水灭火,今天却要用水引火.”
据悉,早在前日,珠江水面上就发现了两只铁桶,其中一只在车陂附近的江面上爆炸了,另外一只则在石溪水面被路过的船只发现.据说,晚上6时45分左右,该船曾经将铁桶打捞上船,本打算清洗后使用.但是,当②船员把盖子打开后,桶内马上冒起浓浓的白烟,而且一旦③接触了桶内物质,双手就立刻感到剧烈的疼痛,于是他们又将桶推到江里.④一遇到水,这个桶就爆炸了.
请回答下列问题:
(1)写出①中提到的“灰白色的物体”遇水反应的主要化学方程式.
(2)请解释②中描述的现象产生的原因.
(3)请你根据相关化学反应原理,解释③中描述的现象产生的原因.万一不小心用手直接触摸金属钠,应该怎样处理?
(4)根据相关化学反应原理,解释④中描述的现象产生的原因.
(5)据文章报道,“金属钠‘水雷’”有三只未发生爆炸,已被有关部门成功打捞.如果你是现场工作人员,你能否用所学化学知识分析,这三只桶打捞上船后应采取什么应急处理措施?
解析:
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(1)这些灰白色的物体是金属钠爆炸产生的残渣,根据①中描述的现象可以判断灰白色的物体中含有金属钠单质.从爆炸条件分析,其中还含有氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠.“灰白色的物体”遇水反应的主要化学方程式为: 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ (2)桶被打捞上船后,虽然与水脱离,但空气中的氧气、水蒸气与大量钠接触后立即反应并放出大量热,使生成的钠的氧化物、过氧化物、氢氧化物的小颗粒挥发到空气中,因而呈现“桶内马上冒起浓浓的白烟”的现象. (3)手掌皮肤表面渗出的水分与金属钠接触后发生反应,生成具有强烈腐蚀作用的烧碱,故“手立刻感到剧烈的疼痛”.万一不小心用手直接触摸了金属钠,应该立即用大量冷水冲洗皮肤表面,擦干后,在疼痛处涂抹少量硼酸溶液. (4)由于大量的金属钠与大量的水接触发生剧烈反应,生成大量的可燃性气体(氢气)和强腐蚀性物质(氢氧化钠),同时放出大量的热,引起金属钠和氢气的剧烈燃烧,从而引发剧烈的爆炸. (5)若反应产生的热量来不及扩散,仍有可能发生爆炸.处理方法是将桶立即浸泡在煤油中,上岸后再小心地将桶交给专业人员处理. |
(一)查阅资料
资料1:乙醇不与氢氧化钠或硫酸亚铁反应;乙醇与水互溶,氢氧化钠能溶于乙醇;硫酸亚铁在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度小.氮气不能与铜反应.
资料2:几种含铁物质的颜色
| 化学式 | Fe | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 颜色 | 银白色 | 黑色 | 红色 | 黑色 | 白色 | 红褐色 |
①取少量的新制硫酸亚铁晶体于大试管中,向其中加入5mL热蒸馏水,使之充分溶解,然后向其中慢慢加入10mL无水乙醇,这时会发现溶液中有小气泡逸出,静置,直到无小气泡冒出为止.
②另取一支试管,向其中加入半药匙固体氢氧化钠,然后向其中加入5mL无水乙醇,充分溶解后静置.
③用长胶头滴管吸取新配制的氢氧化钠的乙醇溶液,伸入硫酸亚铁溶液中,慢慢地挤压橡胶头,连续吸取几次,使之充分反应,静置片刻,这时在试管底会有大量的白色凝乳状溶胶沉降.
④小心地倒去上层溶液,再向试管中加入3mL无水乙醇洗涤,连续洗涤两三次,这时白色的凝乳状溶胶会变成白色固体,然后倒在滤纸上使乙醇充分挥发,便得到白色固体粉末.
(1)为避免硫酸亚铁在溶于水的过程中被氧化,通常可以向溶液中加入
(2)预测上述白色固体的成分可能是
(3)写出生成白色沉淀的化学方程式:
(三)探究产物成分
Ⅰ利用如图所示装置检验白色粉末的性质:
先通入氮气排尽装置内的空气后,继续通入氮气,然后加热硬质试管,观察到无水硫酸铜逐渐变成蓝色;硬质试管里的白色固体粉末逐渐变成黑色;铜网没有明显的颜色变化.当白色固体粉末全部变成黑色粉末时,停止加热,继续通入氮气至硬质试管冷却.
Ⅱ.待冷却后,取适量黑色粉末溶于少量的稀盐酸中,黑色粉末溶解,溶液呈浅绿色,不产生气泡.
Ⅲ.取Ⅱ中的溶液于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液的紫色褪去.
(4)实验1中,氮气的作用是
(5)证明白色固体粉末中含有+2价铁的实验现象为
属于分解反应的化学方程式:
(6)某同学在上述实验的基础上,增加了一个实验确认白色固体中不含+3价铁,设计的实验可能是