Question

【題目】課堂上老師分析金屬與鹽溶液反應(yīng)時指出，生此反應(yīng)的條件是：金屬要比鹽中金屬活潑但要除去鉀、鈣、鈉。澤元同學(xué)很好奇，他想探究金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)生成什么物質(zhì)？

（進(jìn)行實驗一）取綠豆大的一小粒鈉放入盛有飽和CuSO4 溶液的錐形瓶中

（實驗現(xiàn)象）劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，出現(xiàn)藍(lán)色絮狀沉淀，一會兒部分變黑色。

（1）探究生成的氣體是什么？

將錐形瓶塞上單孔塞，導(dǎo)管通入肥皂水中，有肥皂泡飄到空中，用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲。說明生成的氣體是_____。

（2）探究沉淀的成分是什么？

（查閱資料）難溶性堿通常遇熱時會分解為對應(yīng)的金屬氧化物和水。

（猜想與假設(shè)）剩余物質(zhì)為有Cu(OH)2 和_____，可能有Cu。

（驗證猜想）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
將反應(yīng)后物質(zhì)過濾，在濾出的沉淀中加入足量的試劑X，X 的化學(xué)式為______	_____	此反應(yīng)無Cu 生成

（實驗結(jié)論）鈉加入硫酸銅溶液中先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅，寫出生成藍(lán)色沉淀的化學(xué)方程式_____。

（反思與交流）出現(xiàn)黑色固體可能的原因是_____。

（進(jìn)行實驗二）澤元同學(xué)將飽和 CuSO4 溶液滴加在一小塊鈉上至鈉完全反應(yīng)，觀察到表面有灰黑色固體，周圍有大量藍(lán)色糊狀物。同學(xué)們加入試劑X 將黑色和藍(lán)色固體除去，看到有金屬光澤的紅色銅。與實驗一對比，從實驗原理角度分析實驗二中得到紅色銅的原因可能是_____。

（3）其他金屬與鹽反應(yīng)，是否也有此現(xiàn)象呢？同學(xué)們又做了以下實驗：取大小形狀都相同的不同金屬與不同濃度硫酸銅溶液反應(yīng)的現(xiàn)象記錄如下：

	Na	Mg	Al	Fe
1%	鈉浮在液面上熔成小球，四處游動， 發(fā)出嘶嘶響聲，鈉顆粒逐漸消失，有藍(lán)色沉淀生成	紅色固體生成，鎂條逐漸變小，有氣泡產(chǎn)生，有藍(lán)色沉淀生成	紅色固體生成，間接性產(chǎn)生極少量氣泡	紅色固體生成，無氣泡產(chǎn)生
3%	有時輕微爆炸，其他現(xiàn)象同上	有大量氣泡產(chǎn) 生，其他現(xiàn)象同上	紅色固體生成且固體體積逐漸變大，產(chǎn)生少量氣泡	紅色固體生成，其體積變化不明顯，產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生
10%	輕微爆炸，其他現(xiàn)象同上	有氣泡產(chǎn)生，其他現(xiàn)象同上	鋁片由銀白變成紅色，產(chǎn)生少量氣泡	紅色固體生成，緩慢產(chǎn)生極少量氣泡產(chǎn)生

請根據(jù)上表中信息，猜想金屬與鹽產(chǎn)生氣體的影響因素有哪些？（寫出兩點(diǎn)，合理即可）：

①________________________；

②__________________________________。

Answer 1

【答案】氫氣 氧化銅 H2SO4 固體全部溶解，溶液變成藍(lán)色 2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4 鈉和水反應(yīng)放出大量的熱，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅 實驗二中水較少，鈉和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅 金屬的活動性 鹽溶液的濃度

【解析】

（1）將產(chǎn)生的氣體用導(dǎo)管通入肥皂水中，將燃著的木條靠近飄起的肥皂泡，有爆鳴聲，說明生成的氣體是氫氣，點(diǎn)燃該氣體前一定要先檢驗純度；故填：氫氣；

[猜想與假設(shè)]氫氧化銅沉淀受熱會分解生成氧化銅和水，所以沉淀中有Cu（OH）2和氧化銅，可能還有Cu；故填：氧化銅；

[驗證猜想]

氧化銅、氫氧化銅會與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，銅不會與稀硫酸反應(yīng)，所以：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
將反應(yīng)后物質(zhì)過濾，在濾出的沉淀中加入足量的稀硫酸	固體全部溶解，溶液變成藍(lán)色	沉淀中沒有Cu

故填：H2SO4；固體全部溶解，溶液變成藍(lán)色；

[實驗結(jié)論]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)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，化學(xué)方程式為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；故填：2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；

[反思與交流]氫氧化銅受熱分解為相應(yīng)的金屬氧化物和水，所以出現(xiàn)黑色物質(zhì)的可能原因是：鈉和水反應(yīng)放出大量的熱，氫氧化銅受熱分解生成的氧化銅。故填：鈉和水反應(yīng)放出大量的熱，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅；

[進(jìn)行實驗二]當(dāng)水較少時，鈉容易和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，則與實驗一對比，實驗二中得到紅色銅的原因是實驗二中水較少，利于鈉和硫酸銅反應(yīng)。故填：實驗二中水較少，鈉和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅；

（3）根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可以看出，金屬的活動性以及鹽溶液的濃度都會影響金屬與鹽產(chǎn)生氣體，故填：金屬的活動性；鹽溶液的濃度。