Question

鈉原子最外層只有一個電子，在反應(yīng)中失去最外層電子形成+1價的Na⁺，為了驗證鈉與水反應(yīng)得到的是Na⁺而不是Na²⁺，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了下面兩種實驗方法加以驗證：
第一種：稱得一盛水的燒杯總質(zhì)量為m₁ g，稱取m g鈉投入燒杯中，反應(yīng)結(jié)束后稱取燒杯及液體的總質(zhì)量為m₂ g，據(jù)此推測產(chǎn)物中鈉的化合價為+n價。
第二種：在第一種方法所得溶液中加過量CuSO₄溶液，過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量為m₂ g，據(jù)此推測產(chǎn)物中鈉的化合價為+n價。
請列出這兩種方法的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

Answer 1

第一種 m₂－m₁＝(23－n)÷23×m    第二種m₂＝ m/23×n×1/2×98

鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生OH^－，可通過反應(yīng)后溶液使無色酚酞變紅證明，產(chǎn)生的H₂可通過收集點燃得到證明。這兩種都是定性的方法，即只能證明有無這種物質(zhì)，而不能說明有多少這種物質(zhì)。要證明鈉反應(yīng)后產(chǎn)生的是Na⁺，即一個鈉原子只失去一個電子，這就涉及到定量的關(guān)系，只有通過定量的實驗，嚴(yán)密的推理才能實現(xiàn)。第一種方法中，利用了鈉與水反應(yīng)時液體質(zhì)量的差量與鈉價態(tài)的關(guān)系，即23g鈉與水反應(yīng)時，若生成+n價鈉離子，則液體增重(23－n) g，m g鈉使液體增重(23－n)÷23×m g。第二種方法中，利用了鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的OH^－去沉淀Cu²⁺的質(zhì)量與鈉價態(tài)的關(guān)系，即23g鈉與水反應(yīng)時，若生成+n價鈉離子，則生成17n g OH^－，再生成Cu(OH)₂質(zhì)量為17n÷(2×17)×98g，mg鈉反應(yīng)最終得Cu(OH)₂質(zhì)量為m/23×n×1/2×98g。