Question

3．小明同學在課外閱讀中得知：鈉是一種活潑金屬，常溫下能與氧氣，水發(fā)生反應，其中鈉與水反應的化學方程式為：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，在實驗室，該同學選取50ml一定溶質質量分數(shù)的硫酸銅溶液于燒杯中，再取綠豆大小的鈉投入硫酸銅溶液中，充分反應后過濾，得到濾液和藍色濾渣，并對濾液的成分進行探究．
【提出問題】濾液中溶質的成分是什么？
【查閱資料】已知Na₂SO₄的水溶液呈中性．
【猜想與假設】
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銅與氫氧化鈉不能在溶液中共存；
【實驗方案與驗證】

實驗	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗一	取少量濾液于試管中，觀察現(xiàn)象	溶液為無色	猜想一或二成立
實驗二	另取少量濾液于試管中，向其中滴加酚酞試劑	無明顯現(xiàn)象	猜想一成立
實驗三	常溫下，再取少量濾液，測溶液酸堿度	pH=7	猜想一成立

【拓展延伸】金屬鈉在運輸、保存中應該注意防潮．

Answer 1

分析 【猜想與假設】根據(jù)反應物有可能剩余來分析；
【實驗方案與驗證】實驗一：根據(jù)硫酸銅溶液是藍色的來分析；
實驗二：根據(jù)氫氧化鈉溶液顯堿性來分析；
實驗三：根據(jù)溶液的酸堿性來分析；
【拓展延伸】根據(jù)題干信息來分析．

解答 解：【猜想與假設】將金屬鈉投入硫酸銅溶液中后，鈉與水反應生成氫氧化鈉與氫氣，氫氧化鈉與硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉．
若氫氧化鈉與硫酸銅恰好完全反應，二者都沒有剩余則反應后的溶液中溶質只有硫酸鈉．
若氫氧化鈉有剩余，則反應后的溶液中溶質有硫酸鈉、氫氧化鈉；
所以硫酸銅有剩余，反應后的溶液中溶質有硫酸鈉、硫酸銅．
因為硫酸銅與氫氧化鈉能發(fā)生復分解反應，所以二者不能共存．
故填：Na₂SO₄、NaOH；硫酸銅與氫氧化鈉不能在溶液中共存（答案合理即可）；
【實驗方案與驗證】
實驗一：因為硫酸銅溶液是藍色，所以若濾液為無色，則一定不含硫酸銅，即猜想一或猜想二成立；故填：一或二；
實驗二：氫氧化鈉溶液顯堿性，能使無色的酚酞試液變紅色，而該濾液不能使之變色，所以濾液中一定不含氫氧化鈉，所以猜想一成立；故填：一；
實驗三：氫氧化鈉溶液顯堿性，pH＞7；Na₂SO₄的水溶液呈中性，pH=7，所以若濾液的pH=7，則猜想一成立；故填：一；
【拓展延伸】因為金屬鈉的化學性質活潑，且能與水反應，所以要防潮．故填：防潮．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．