同學(xué)們對(duì)課本上“活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬一般可以將位于其后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)”以及“支持燃燒的氣體一般是氧氣”這兩句話產(chǎn)生了質(zhì)疑.在老師的幫助下,用金屬鈉來(lái)探究下列問(wèn)題:
[提出問(wèn)題]1.金屬鈉能否置換出硫酸銅溶液中的銅?2.金屬鈉能否在其他氣體(如:CO
2)中燃燒?
[查閱資料]金屬Na性質(zhì)活潑,常溫下,它極易與氧氣反應(yīng)生成白色固體氧化鈉,氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉.金屬鈉還可以與水劇烈反應(yīng)放出氫氣.
[實(shí)驗(yàn)探究]實(shí)驗(yàn)一:①在實(shí)驗(yàn)室中,金屬鈉保存在煤油中;②用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉,用濾紙吸干表面煤油后投入硫酸銅溶液中,觀察到溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,但沒(méi)有紅色的物質(zhì)析出;
③按照步驟②將金屬鈉投入水中,待反應(yīng)結(jié)束后滴加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變紅.
實(shí)驗(yàn)二:將燃燒的鈉迅速伸入盛有CO
2的集氣瓶中,觀察到鈉在CO
2中繼續(xù)燃燒,反應(yīng)后冷卻,瓶?jī)?nèi)附著黑色顆粒,并粘附著白色物質(zhì).
[問(wèn)題討論](1)金屬鈉保存在煤油中的原因
鈉易與氧氣反應(yīng)變質(zhì)
鈉易與氧氣反應(yīng)變質(zhì)
.
(2)根據(jù)上述資料寫出鈉塊投入水中所發(fā)生的反應(yīng)方程式:
2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
;鈉投入硫酸銅溶液中總的反應(yīng)方程式:
2Na+2H2O+CuSO4=H2↑+Cu(OH)2↓+Na2SO4
2Na+2H2O+CuSO4=H2↑+Cu(OH)2↓+Na2SO4
.氫氧化銅受熱分解成氧化銅和水,若將24.0g剩余固體繼續(xù)高溫加熱,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變,寫出此過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
.
(3)實(shí)驗(yàn)二中生成的黑色顆粒是
C
C
,而白色物質(zhì)可能是什么呢?
①同學(xué)們圍繞白色物質(zhì)可能是什么產(chǎn)生如下猜想:甲認(rèn)為白色物質(zhì)是Na
2O,乙認(rèn)為是Na
2CO
3,丙認(rèn)為是Na
2O和Na
2CO
3的混合物,丁認(rèn)為是NaOH.
我認(rèn)為認(rèn)為丁的猜想是錯(cuò)誤的,理由是
反應(yīng)物中沒(méi)有氫元素
反應(yīng)物中沒(méi)有氫元素
.
②對(duì)白色物質(zhì)是什么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)再探究,方案設(shè)計(jì)如下:
方案1:取該樣品少量于試管里,加入適量的水,振蕩,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入無(wú)色酚酞試液,觀察到溶液變成紅色,結(jié)論:白色物質(zhì)中一定有Na
2O.
方案2:取該樣品少量于試管里,滴加足量稀鹽酸,溶液中有氣泡冒出,結(jié)論:白色物質(zhì)中一定有
碳酸鈉
碳酸鈉
.
方案3:取該樣品少量于試管里,加入適量的水,振蕩,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入過(guò)量的
B
B
溶液(供選試劑:A.石灰水B.氯化鈣溶液 C.硫酸銅溶液),出現(xiàn)白色沉淀,然后過(guò)濾,再向溶液里滴加無(wú)色酚酞試液,無(wú)明顯現(xiàn)象出現(xiàn).則
乙
乙
(在甲、乙、丙中選)的猜想成立.
③評(píng)價(jià)與反思:大家認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案1得出的結(jié)論不正確,其理由是
碳酸鈉溶液也是堿性的
碳酸鈉溶液也是堿性的
;
實(shí)驗(yàn)室中的金屬鈉著火時(shí),你的滅火方法是
用黃沙掩埋
用黃沙掩埋
.
[拓展應(yīng)用]小明同學(xué)為測(cè)定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的標(biāo)示質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的鹽酸 (圖1)的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù),他與小組的其他同學(xué)用pH測(cè)定儀組成實(shí)驗(yàn)裝置(圖2).實(shí)驗(yàn)時(shí)先在燒杯中加入20g 40%的氫氧化鈉溶液,再逐滴加人該鹽酸,測(cè)定儀打印出加入鹽酸的質(zhì)量與燒杯中溶液pH的關(guān)系圖(圖3).
①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
HCl+NaOH=NaCl+H2O
_.
②請(qǐng)以此次測(cè)定的結(jié)果,可計(jì)算出該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
29.2%
29.2%
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③請(qǐng)分析你的計(jì)算結(jié)果與標(biāo)簽標(biāo)示的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一致的可能原因:
濃鹽酸具有揮發(fā)性,長(zhǎng)期放置質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
濃鹽酸具有揮發(fā)性,長(zhǎng)期放置質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
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