Question

鈉是一種非常活潑的金屬，它可以和冷水直接反應(yīng)生成氫氣：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，但是它與煤油不會(huì)發(fā)生反應(yīng)．
把一小塊銀白色的金屬鈉投入盛有蒸餾水的燒杯中，如圖甲所示，可以看到鈉塊浮在水面上，與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量使鈉熔化成小球，甚至?xí)�使鈉和生成的氫氣發(fā)生燃燒．
如果在上述蒸餾水的燒杯中先注入一些煤油，再投入金屬鈉，可以看到金屬鈉懸浮在煤油和水的界面上，如圖乙所示，同樣與水發(fā)生劇烈的反應(yīng)，但是不發(fā)生燃燒．
（1）鈉和水的反應(yīng)類型是

 

；向第一個(gè)實(shí)驗(yàn)所得溶液中滴加酚酞試液，看到溶液呈

 

色．
（2）在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，鈉也與水發(fā)生反應(yīng)，但不發(fā)生燃燒，這是因?yàn)?!--BA-->

 

．
（3）在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，鈉浮在水面上；在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，鈉懸浮在煤油和水的界面上，這兩個(gè)現(xiàn)象說明了什么？

 

（4）如果在圖乙所示實(shí)驗(yàn)中，金屬鈉的質(zhì)量為0.46g，水為10g，反應(yīng)后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，屬于單質(zhì)+化合物→單質(zhì)+化合物，故為置換反應(yīng)，鈉與水可以反應(yīng)生成氫氧化鈉，顯堿性，能使酚酞變紅；
（2）燃燒需同時(shí)具備三個(gè)條件，即有可燃物，可燃物與氧氣接觸，溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)，煤油在可燃物的上面，阻止了可燃物與氧氣接觸；
（3）煤油在最上面，鈉在中間，水在下面，是由其密度決定的；
（4）要求所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，須知道溶質(zhì)和溶液的質(zhì)量，要注意所生成的氫氣不能算在所得溶液里面．

解答：解：（1）根據(jù)鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式，2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，單質(zhì)+化合物→單質(zhì)+化合物，可以看出此反應(yīng)為置換反應(yīng)，生成的氫氧化鈉能使酚酞變紅，所以本題答案為：置換反應(yīng)，紅；
（2）鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生H₂，放出的熱量可以達(dá)到氫氣的著火點(diǎn)，Na或H₂燃燒要同時(shí)具備兩個(gè)條件，一是溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)，二是可燃物與氧氣（空氣）接觸．Na與水反應(yīng)放出大量熱（使其熔成小球），溫度達(dá)到Na、H₂燃燒的著火點(diǎn)，但是第二個(gè)實(shí)驗(yàn)燒杯中加入煤油，煤油密度小于水，覆蓋在鈉的表面，隔絕了鈉與空氣接觸，所以在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中H₂、Na不發(fā)生燃燒，所以本題答案為：可燃物未與氧氣接觸；
（3）鈉浮在水面上，說明鈉的密度比水小，煤油和水有界面，說明煤油、水不互溶，鈉懸浮在煤油和水的界面上說明鈉的密度比煤油大，所以本題答案為：ρ（水）＞ρ（Na）＞ρ（煤油），煤油、水不互溶；
（4）解：要求所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需知道溶質(zhì)和溶液的質(zhì)量，溶質(zhì)為生成的氫氧化鈉，反應(yīng)生成的氫氣不能算在溶液里，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可以求出氫氧化鈉和氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而進(jìn)行求算．
  設(shè)0.46gNa與水完全反應(yīng)生成NaOH的質(zhì)量為x，生成H₂的質(zhì)量為y．
 2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
 46       80   2
0.46g     x    y

46

0?46g

=

80

x

x=0.80g

46

0?46g

=

2

y

y=0.02g
據(jù)質(zhì)量守恒定律：溶液質(zhì)量=10g+0.46g-0.02g=10.44g，
故溶液中NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.80g

10.44g

×100%≈7.7%．
答：反應(yīng)后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.7%．

點(diǎn)評(píng)：這是一道探究性新信息題，解決此類題目，要從題干敘述中提取有用的信息，根據(jù)已有知識(shí)，在情景相似的情況下，進(jìn)行知識(shí)地大膽遷移．