20、通過“金屬和金屬材料”和“燃燒”的復(fù)習(xí),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從它們的鹽溶液中置換出來”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,用金屬鈉來探究下列問題:
問題:金屬鈉能否置換出硫酸銅溶液中的銅?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)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,瓶內(nèi)附著黑色顆粒,并粘附著白色物質(zhì).
[問題討論]
(1)金屬鈉保存在煤油中的原因
常溫下,它既極易與氧氣反應(yīng),還可以與水劇烈反應(yīng)
.
(2)根據(jù)上述資料和 實(shí)驗(yàn)一中的現(xiàn)象寫出鈉塊投入硫酸銅溶液所發(fā)生的反應(yīng)方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
;
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
.
(3) 實(shí)驗(yàn)二中生成的黑色顆粒是
碳
,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)是氧化鈉,乙認(rèn)為是碳酸鈉,丙認(rèn)為是氧化鈉和碳酸鈉的混合物,丁認(rèn)為是氫氧化鈉.我認(rèn)為認(rèn)為丁的猜想是錯(cuò)誤的,理由是
反應(yīng)物中無氫元素
.
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,過濾,向?yàn)V液中加入無色酚酞試液,觀察到溶液變成紅色,結(jié)論:白色物質(zhì)中一定有氧化鈉.
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
.
方案3:取該樣品少量于試管里,加入適量的水,振蕩,過濾,向?yàn)V液中加入過量的
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,然后過濾,再向溶液里滴加無色酚酞試液,無明顯現(xiàn)象出現(xiàn).則
乙
(在甲、乙、丙中選)的猜想成立.
③評(píng)價(jià)與反思:小娟同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案1得出的結(jié)論不正確,其理由是
碳酸鈉溶液也能使酚酞溶液變紅
④結(jié)論:金屬鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為
4Na+3CO2=C+2Na2CO3
.
[應(yīng) 用]實(shí)驗(yàn)室中的金屬鈉著火時(shí),你的滅火方法是
沙子
.