Question

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：CO₂）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CO₂的集氣瓶中，觀察到鈉在CO₂中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶?jī)?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：                                。

（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：                     。

（3）實(shí)驗(yàn)二中生成的黑色顆粒是            ，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                             。

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          。

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

       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

      （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          ；

【拓展應(yīng)用】測(cè)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)。

為了測(cè)定，小明配制了20%的氫氧化鈉溶液100g。然后在燒杯中加入一定量配得的氫氧化鈉溶液，再逐滴加入該鹽酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)測(cè)得剩余物總量為45 g。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程用pH測(cè)定儀測(cè)定滴加過程中溶液的pH。圖2為測(cè)定儀打印出的滴加鹽酸的質(zhì)量與溶液pH的關(guān)系圖。

pH

b

7

鹽酸 16%

a

圖1

請(qǐng)以此次測(cè)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      （不考慮誤差）。

Answer 1

（1）防止鈉和空氣中氧氣、水發(fā)生反應(yīng)

   （2）2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

    (3)炭，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，Na₂CO₃，B,乙。

設(shè)：此鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x  

       NaOH  +   HCl = NaCl + H₂O 

        40        36.5                          

（45 g -25 g）×20%  25g×x                     

    40/36.5= 20g×20%/（25g×x）      

x= 14.6%                              

答：此待測(cè)鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6％ 

（3）鹽酸具有揮發(fā)性