1.學(xué)習(xí)化學(xué)一年后,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:
【提出問題】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是:防止鈉與氧氣反應(yīng)變質(zhì),.
(2)根據(jù)上述資料寫出鈉塊投入水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na+2H
2O═2NaOH+H
2↑.鈉投入硫酸銅溶液中總的化學(xué)反應(yīng)方程式2Na+CuSO
4+2H
2O═Cu(OH)
2+Na
2SO
4+H
2↑.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,寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu
2O+O
2↑.
(3)實(shí)驗(yàn)二中生成的黑色顆粒是碳(或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)為丁的猜想是錯(cuò)誤的,理由是反應(yīng)物中沒有氫元素.
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(或Na
2CO
3).
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,填序號(hào)),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.
【拓展應(yīng)用】測定實(shí)驗(yàn)中使用的標(biāo)有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的鹽酸(圖1)的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù).
(1)為了測定,需配制20%的氫氧化鈉溶液100g.配制步驟有:①溶解 ②計(jì)算,需氫氧化鈉20g ③裝瓶并貼標(biāo)簽 ④稱取氫氧化鈉,量取水80mL(水的密度為1g/mL).其正確的順序?yàn)棰冖堍佗郏ㄌ钚蛱?hào)).
配制氫氧化鈉溶液時(shí),需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、滴管及玻璃棒.
(2)小明同學(xué)在燒杯中加入配得的氫氧化鈉溶液20g,再逐滴加入該鹽酸.用pH測定儀測定滴加過程中溶液的pH.圖2為測定儀打印出的滴加鹽酸的質(zhì)量與溶液pH的關(guān)系圖.
①a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液呈酸性(填“酸性”、“堿性”或“中性”);b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中的溶質(zhì)為NaOH、NaCl(寫化學(xué)式).
②請(qǐng)以此次測定的數(shù)據(jù),列式計(jì)算該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)?
(3)該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)與標(biāo)簽上標(biāo)出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一致的可能原因鹽酸具有揮發(fā)性(不考慮誤差).