16.眾所周知,在金屬活動(dòng)性順序中,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從其化合物的溶液中置換出來.化學(xué)小組同學(xué)將金屬鈉放入硫酸銅溶液時(shí)(如圖),卻沒有得到紅色的銅.
【提出問題】沒有得到紅色銅的原因是什么呢?
【猜想與假設(shè)】所用硫酸銅溶液的濃度過。
【查閱資料】
①鈉很活潑,常溫下與水反應(yīng),生成氫氧化鈉和氫氣,且放出大量的熱.
③氫氧化銅是藍(lán)色絮狀沉淀,難溶于水,受熱至80℃以上分解為黑色氧化銅和水.
③氫氧化銅與鹽酸可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng);氧化銅也與鹽酸反應(yīng),且產(chǎn)物相同.
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
步驟1 
1號:鈉在溶液中游動(dòng)較少,發(fā)出嘶嘶聲和持續(xù)的火光,最后消失,生成灰藍(lán)色絮狀沉淀.
2號:鈉在溶液中幾乎不游動(dòng),聚集在一起,發(fā)出嘶嘶聲和持續(xù)的火光,最后發(fā)出啪的較大響聲,然后消失,生成大量灰藍(lán)色片狀沉淀.
步驟2分別向1號、2號所得灰藍(lán)色沉淀上加入等體積20%的鹽酸1號:沉淀完全消失,得到淺綠色溶液.
2號:沉淀完全消失,得到深綠色溶液.
【解釋與結(jié)論】
(1)生成藍(lán)色絮狀沉淀時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4
(2)步驟2中灰藍(lán)色沉淀消失后生成的物質(zhì)是CuCl2、H2O.
(3)實(shí)驗(yàn)一結(jié)果表明,猜想與假設(shè)不成立(填“成立”或“不成立”),依據(jù)是用濃的CuSO4溶液,也未得到紅色固體(或銅).
【繼續(xù)實(shí)驗(yàn)】
(4)在教師的指導(dǎo)下,同學(xué)們又設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)二:將飽和CuSO4溶液滴加在一小塊鈉上至鈉完全反應(yīng),觀察到表面生成灰黑色固體,周圍有大量藍(lán)色糊狀物.同學(xué)們加入了試劑X將灰黑色和藍(lán)色固體除去,看到有金屬光澤的紅色物質(zhì).則試劑X為20%鹽酸.
【反思與評價(jià)】
(5)與實(shí)驗(yàn)一對比,實(shí)驗(yàn)二中得到紅色銅的原因是實(shí)驗(yàn)二中的水少,有利于鈉置換出銅.

分析 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象分析鈉先和水反應(yīng)生成氫氧化鈉,氫氧化鈉再和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀分析解答.
(2)根據(jù)氫氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水解答;
(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析解答;
(4)根據(jù)氫氧化銅、氧化銅都與鹽酸反應(yīng)解答;
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)二中的水少,有利于鈉置換出銅解答.

解答 解:(1)鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸鈉;故答案為:2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓.
(2)氫氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水,步驟2中灰藍(lán)色沉淀消失后生成的物質(zhì)是CuCl2、H2O;
(3)各將一小塊金屬鈉分別放入10mL10%硫酸銅溶液和10mL飽和硫酸銅溶液中,都生成大量灰藍(lán)色片狀沉淀,沒有銅生成,說明沒有得到紅色銅的原因與
所用硫酸銅溶液的濃度過小無關(guān),實(shí)驗(yàn)一結(jié)果表明,猜想與假設(shè)不成立,依據(jù)是用濃的CuSO4溶液,也未得到紅色固體(或銅);
(4)將飽和CuSO4溶液滴加在一小塊鈉上至鈉完全反應(yīng),觀察到表面生成灰黑色固體,周圍有大量藍(lán)色糊狀物.同學(xué)們加入了試劑X將灰黑色和藍(lán)色固體除去,看到有金屬光澤的紅色物質(zhì).則試劑X為20%的鹽酸;
(5)與實(shí)驗(yàn)一對比,實(shí)驗(yàn)二中得到紅色銅的原因是實(shí)驗(yàn)二中的水少,有利于鈉置換出銅或者試劑的加入順序不同.
答案:
(1)2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4
(2)CuCl2、H2O;
(3)不成立;   用濃的CuSO4溶液,也未得到紅色固體(或銅);
(4)20% 鹽酸
(5)實(shí)驗(yàn)二中的水少,有利于鈉置換出銅.

點(diǎn)評 本題主要考查了物質(zhì)的性質(zhì)及其正確書寫化學(xué)方程式等方面的知識,有一定的難度,只要熟練掌握堿的性質(zhì)不難解答.

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