Question

3．金屬鈉與水的反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中的一個重要反應(yīng)．在高中化學(xué)教材的幾次改版中該實驗曾出現(xiàn)過幾種不同的演示方法，分別如圖中甲、乙、丙所示：
（1）現(xiàn)按圖甲所示的方法，在室溫時，向盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中，加入一小塊金屬鈉．下列現(xiàn)象描述正確的是ABD（填字母）．
A．鈉浮在液面上，并四處游動，最后消失     B．鈉熔化成一個光亮的小球
C．反應(yīng)開始后，溶液由無色變紅色      D．恢復(fù)到室溫時，燒杯底部有固體物質(zhì)析出
（2）請補充并完成甲實驗中從試劑瓶中取出鈉到向水槽中投入鈉的有關(guān)操作：用鑷子從試劑瓶中取出一小塊鈉→用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切成綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶中→用鑷子夾取金屬鈉投入到盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中．
（3）按圖乙所示方法來收集產(chǎn)生的氣體，需將鈉包好，再放入水中．取相同質(zhì)量的鈉按下列幾種情況收集產(chǎn)生的氣體在相同條件下體積最大的是A．
A．用鋁箔包住鈉    B．用錫箔包住鈉    C．直接將鈉投入的水中
（4）用裝滿水的礦泉水瓶按圖丙方法進行實驗，（用手擠壓礦泉水瓶共排出水的體積為112mL）塞緊帶有鈉的塞子，反應(yīng)結(jié)束后，干癟的帶塞礦泉水瓶恰好恢復(fù)成原狀，假設(shè)瓶內(nèi)、瓶外均屬于標準狀況，則所用金屬鈉的質(zhì)量是多少克？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）鈉在酸、堿和鹽溶液中都能發(fā)生反應(yīng)，和酸溶液反應(yīng)時，就是和酸的反應(yīng)，和堿或鹽溶液反應(yīng)時，都是先和水反應(yīng)，反應(yīng)現(xiàn)象就是鈉和水反應(yīng)、氫氧化鈉和鹽反應(yīng)的現(xiàn)象；
（2）做鈉和水的反應(yīng)實驗時，要把取出的鈉用濾紙吸干煤油，切割綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶；
（3）生成的氫氣包括鈉和水反應(yīng)的，氫氧化鈉和其它金屬能放出氫氣則生成的氫氣就較多；
（4）該反應(yīng)中排出水的體積就是氫氣的體積，根據(jù)氫氣和鈉的關(guān)系式計算鈉的質(zhì)量．

解答 解：（1）將鈉投入到碳酸氫鈣溶液中，鈉先和水反應(yīng)，呈現(xiàn)的現(xiàn)象是：鈉浮在水面上，熔化成一個光亮的小球，并四處游動，最后消失，生成的氫氧化鈉和碳酸氫鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣，所以恢復(fù)到室溫時，燒杯底部有固體物質(zhì)析出，
故答案為：ABD；
（2）做鈉和水的反應(yīng)實驗時，用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶中，
故答案為：用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶中；
（3）鈉和水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，錫和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以生成氫氣體積最大的是用鋁箔包住鈉，
故答案為：A；
（4）該反應(yīng)中排出水的體積就是氫氣的體積，設(shè)消耗的鈉的質(zhì)量是x，
2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
2×23 g                  22400 mL
X                            112 mL
x=$\frac{2×23g×112mL}{22400mL}$=0.23g，
答：所用金屬鈉的質(zhì)量是0.23g．

點評 本題以鈉的實驗設(shè)計為載體考查了鈉的性質(zhì)，會根據(jù)鈉的性質(zhì)分析鈉和水反應(yīng)的實驗現(xiàn)象，難度不大．