Question

1．某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物，設(shè)計如圖裝置（夾持裝置省略）．首先在U形管內(nèi)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，一會兒加熱銅絲．
根據(jù)反應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：
（1）金屬鈉的變化現(xiàn)象熔成銀白色小球，在水和煤油的界面上作上下跳動且逐漸變�。�
（2）U形管中溶液的顏色從上到下逐漸由無色變?yōu)榧t色，說明有NaOH生成．
（3）銅絲的變化現(xiàn)象由黑色變紅色，說明有H₂生成．
（4）若ag鈉與bmL水完全反應(yīng)，則該溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是$\frac{40a}{22a+23b}$×100%．

Answer 1

分析 首先在U形管內(nèi)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，一會兒加熱銅絲．由于該裝置為密閉條件且增加了煤油，反應(yīng)現(xiàn)象更加便于觀察，生成的物質(zhì)便于檢驗，鈉與水的反應(yīng)體現(xiàn)鈉的多種性質(zhì)，如顏色、狀態(tài)及熔點低和密度小的特點，鈉位于水和煤油界面上，與水發(fā)生反應(yīng)得到氫氧化鈉溶液，
（1）鈉熔點低，反應(yīng)過程中熔成金屬小球，密度小于水，大于煤油，反應(yīng)時在水和煤油界面處上下跳動；
（2）鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉溶液顯堿性，酚酞變紅色；
（3）生成的氫氣通過表面有氧化銅的銅絲，氫氣會和氧化銅反應(yīng)生成銅和水；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式：2Na+2H₂O=a2NaOH+H₂↑，反應(yīng)中的定量關(guān)系計算，得到溶液溶質(zhì)為氫氧化鈉，溶液質(zhì)量等于鈉和水質(zhì)量總和減去生成的氫氣質(zhì)量，溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)$\frac{溶質(zhì)質(zhì)量}{溶液總質(zhì)量}$×100%．

解答 解：由于該裝置為密閉條件且增加了煤油，反應(yīng)現(xiàn)象更加便于觀察，生成的物質(zhì)便于檢驗，鈉與水的反應(yīng)體現(xiàn)鈉的多種性質(zhì)，如顏色、狀態(tài)及熔點低和密度小的特點，鈉密度小于水，大于煤油，反應(yīng)時位于水和煤油界面上，作上下跳動且逐漸變小，
（1）鈉熔點低，反應(yīng)過程中熔成金屬小球，密度大于水，小于煤油，反應(yīng)時在水和煤油界面處上下跳動，反應(yīng)現(xiàn)象；熔成銀白色小球，在水和煤油的界面上作上下跳動且逐漸變小，
故答案為：熔成銀白色小球，在水和煤油的界面上作上下跳動且逐漸變小；
（2）鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉溶液顯堿性，與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na+2H₂O=a2NaOH+H₂↑，生成的氫氧化鈉是堿遇到酚酞變紅色，U形管中溶液的顏色從上到下逐漸由無色變?yōu)榧t色，
故答案為：從上到下逐漸由無色變?yōu)榧t色，NaOH；
（3）生成的氫氣通過表面有氧化銅的銅絲，氫氣會和氧化銅反應(yīng)生成銅和水，生成的H₂發(fā)生反應(yīng)：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，反應(yīng)現(xiàn)象由黑色變紅色，說明鈉和水反應(yīng)生成氫氣，
故答案為：由黑色變紅色，H₂；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式：鈉與水完全反應(yīng)得NaOH溶液：
 2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
2×23    2×40   2
ag       $\frac{40a}{23}$g   $\frac{a}{23}$g
則w（NaOH）=$\frac{\frac{40a}{23}g}{ag+bg-\frac{a}{23}g}$×100%=$\frac{40a}{22a+23b}$×100%，
故答案為：$\frac{40a}{22a+23b}$×100%．

點評 本題裝置是鈉與水反應(yīng)實驗的改進裝置，主要是鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)分析，化學(xué)方程式計算，題目難度中等．