Question

【題目】某實驗小組對鈉與水反應(yīng)的實驗進行研究，為點燃反應(yīng)生成的氫氣，他們設(shè)計了如圖所示的裝置。請回答下列問題：

(1)寫出Na與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____。

(2)在點燃H2之前必須先進行____，方法是_____。

(3)實驗小組查閱到鈉、苯(常溫下為液體，不溶于水，與鈉不反應(yīng))、水的密度分別為0.97 g·cm-3、0.88 g·cm-3、1.00 g·cm-3，并據(jù)此對實驗進行了如圖所示的改進。

①在改進后的實驗中觀察到的現(xiàn)象可能為___。

A.鈉在水層中反應(yīng)并四處游動

B.鈉停留在苯層中不發(fā)生反應(yīng)

C.鈉在苯的液面上反應(yīng)并四處游動

D.鈉在苯與水的界面處反應(yīng)并可能做上下跳動

②在改進后的實驗中H2的生成速率減慢，氫氣燃燒更平穩(wěn)，原因是_____。

Answer 1

【答案】2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 驗純 用向下排空氣法收集一小試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近火焰，松開拇指，若聽到輕微的“噗”聲，則表明H2純凈 D 鈉的密度比水的小，比苯的大，落在苯與水的交界處。鈉與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的H2使鈉浮起，脫離水面，反應(yīng)停止;當(dāng)鈉表面的H2逸出時，鈉又回落，與水反應(yīng)，如此反復(fù)，就可減慢Na與H2O反應(yīng)的速率

【解析】

(1)鈉屬于活潑金屬，鈉和水發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣；

(2)可燃性氣體與空氣混合可能發(fā)生爆炸；氫氣易燃燒，不純氫氣燃燒聽到爆鳴聲；

(3)鈉密度小于水而大于苯，鈉熔點較低，鈉和水劇烈反應(yīng)生成NaOH和氫氣，同時放出大量熱，鈉和苯不反應(yīng)，鈉在苯和水的交界處上下移動，據(jù)此分析解答。

(1)鈉原子最外層只有1個電子，鈉單質(zhì)屬于活潑金屬，具有很強的還原性，能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故答案為：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；

(2)可燃性氣體與空氣混合可能發(fā)生爆炸，點燃前需要先驗純，檢驗方法為：用向下排空氣法收集一小試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近火焰，移開拇指，聽到尖銳爆鳴聲說明不純，若聽到輕微的“噗”聲，則表明氫氣純凈，故答案為：驗純；用向下排空氣法收集一小試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近火焰，移開拇指，若聽到輕微的“噗”聲，則表明氫氣純凈；

(3)①鈉的密度小于水而大于苯，鈉熔點較低，鈉和水劇烈反應(yīng)生成NaOH和氫氣，同時放出大量熱，鈉和苯不反應(yīng)，鈉密度大于苯而小于水，所以在與水反應(yīng)生成氣體后被氣體帶離水層，進入苯層后停止反應(yīng)又下沉，如此往復(fù)，直至鈉反應(yīng)完，故選D；

②鈉、苯、水的密度分別為0.97gmL-1、0.88gmL-1、1.00gmL-1，鈉比水輕，比苯重，鈉處于苯和水的交界處，鈉與水反應(yīng)2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，產(chǎn)生的H2使鈉浮起，脫離水面，反應(yīng)停止；當(dāng)鈉表面的H2逸出，鈉又回落水層，如此反復(fù)，減小了Na與H2O的反應(yīng)速率，故答案為：鈉比水輕，比苯重，落在苯、水交界處．Na與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的H2使鈉浮起，脫離水面，反應(yīng)停止；當(dāng)鈉表面的H2逸出，鈉又回落，與水反應(yīng)，如此反復(fù)，就可減慢Na與水的反應(yīng)速率。