Question

【題目】某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應的產物，設計如圖裝置(夾持裝置省略)。首先在U形管內加入少量煤油和幾粒鈉塊，再從U形管高端加入水(含有酚酞)，趕出空氣，一段時間后加熱銅絲。

根據反應中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：

(1)金屬鈉的變化現(xiàn)象________。

(2)U形管中溶液的顏色_____，說明有__________生成。

(3)銅絲的變化現(xiàn)象____________，說明有________生成；若去掉后面的裝置，簡述檢驗氣體的方法____

(4)若a g鈉與b mL水完全反應，則該溶液溶質的質量分數(shù)是_______。

Answer 1

【答案】在水和煤油的界面上逐漸變小并作上下跳動 從上到下逐漸由無色變?yōu)榧t色 NaOH 由黑色變紅色 H2 在玻璃管口處點燃氣體，有淡藍色火焰產生 ×100%

【解析】

該實驗的目的是檢驗鈉與水的反應產物。觀察裝置，左邊的U形管中有H2產生（2Na+2H2O=2NaOH+H2↑）；在水中滴加了酚酞，若溶液變紅，可以證明有NaOH生成；若銅絲表面由黑色變?yōu)榧t色，可以說明有H2生成。

(1)鈉的密度比水小，比煤油大；鈉與水接觸后會產生H2（2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），并被H2推起來，又由于重力的作用，鈉塊會稱降到水和沒有的界面上，再次與水接觸產生H2，就這樣不斷往復地在水和沒有的界面上上下跳動，由于每次跳動都有H2生成，所以可以看到鈉塊不斷被消耗，逐漸變小，直至消失；

(2)鈉和水反應有NaOH生成，故可以看到U形管中的溶液變紅，故可以通過該現(xiàn)象證明有NaOH生成；

(3)鈉和水反應有H2生成，H2可以在加熱的條件下還原CuO為Cu，對應的現(xiàn)象是黑色固體變紅，故可以通過銅絲表面顏色的變化來證明有H2生成；檢驗H2的方法還有其他，比如：①用試管收集氣體之后，對準燃著的酒精燈，松開手指可以聽到爆鳴聲，也可以②通過觀察燃燒時火焰的顏色，淡藍色的火焰可以證明有H2生成；

(4)根據反應的現(xiàn)象可以推出水一定是過量的，故需要通過Na的質量來計算反應各體系消耗和生成的量：

2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑

2×23 2×40 2

a g g g

則w(NaOH)＝×100%=×100%。