Question

金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。高一化学教材中该实验曾出现过几种不同的演示方法。分别如下图中(A)(B)(C)所示:

(1)现按图(A)所示的方法，在室温时，向盛有饱和Na₂CO₃溶液(滴有几滴酚酞)的烧杯中，加入一小块金属钠。

①不可能观察到的现象是___________(填字母代号)。

A.钠浮在液面上，并四处游动，最后消失

B.反应过程中钠熔化成一个光亮的小球

C.反应开始后，溶液由无色变红色

D.恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出

②按图(B)所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列几种情况收集产生的气体，在相同条件下体积最大的是______(填字母代号)。

A.用扎有小孔的铝箔包住钠

B.用扎有小孔的铜箔包住钠

C.直接将钠投人水中

(2)按图(C)所示的方法进行该实验，若500mL的矿泉水瓶开始时装有477.6mL水，用手挤压矿泉水瓶至水刚好充满矿泉水瓶并塞紧带有钠的塞子，要使倒置的矿泉水瓶正好恢复原状，假设矿泉水瓶内外均为标准状况，则大头针上扎着的钠粒质量约为_______g。

(3)1998年全国高考试题中的实验题就是根据图(B)的原理设计的。题目及部分答案如下：测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品:800毫升烧杯、10毫升量筒、短颈玻离漏斗、长颈漏斗、玻璃棒、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸(密度1.19克/毫升)、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。(设合金样品完全反应产生的气体体积不超过100毫升。)

I、补充下列实验步骤，直到反应开始进行(铁架台和铁夹的安装可省略):

①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800毫升烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。……

[答案]

②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈。[评分标准,凡加水改为加酸者，不论其他后续步骤是否正确，本小题一律0分]

③在100毫升量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中(量筒中不应留有气泡)，使漏斗颈插入量筒中。烧杯中水面到杯口至少保留约100毫升空间。

④将“仪器A”插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入浓盐酸，至有气体产生。

回答下列问题:

a.合金样品用用铜网包裹的目的是______________。

b.为什么在“②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈”这一步中改加水为加酸会得0分(请写出两条原因)：_____________________。

c. “仪器A”可以是_________________。

Answer

C A 0.046 使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置(或答避免反应时样品漂浮,即起镊子夹持的作用) ①先加酸会导致有部分 H2 逸出而无法收集，影响测定准确度；②不安全或实验者没有自我保护意识(因将盛水的量筒倒插入烧杯中时，手会与烧杯中的酸接触)；③酸的用量太大，浪费试剂。 长颈漏斗

【解析】（1）①将钠投入到饱和的碳酸钠溶液中，钠先和水反应，呈现的现象是：钠浮在水面上，熔化成一个光亮的小球，并四处游动，最后消失，溶剂水减少，且氢氧根的浓度增大，所以恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出，由于碱性增强，溶液颜色加深，答案选C。②钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铜和氢氧化钠溶液不反应，所以生成氢气体积最大的是用铝箔包住钠，答案选A；（2）若500mL的矿泉水瓶开始时装有477.6mL水，用手挤压矿泉水瓶至水刚好充满矿泉水瓶并塞紧带有钠的塞子，要使倒置的矿泉水瓶正好恢复原状，则反应中产生的氢气体积是500mL－477.6mL＝22.4mL，在标准状况下的物质的量是0.001mol，根据方程式2Na+2H2O＝H2↑+2NaOH可知消耗金属钠是0.002mol，质量是0.002mol×23g/mol＝0.046g。（3）a.由于钠与水反应时钠会四处游动，所以合金样品用用铜网包裹的目的是使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置。b.由于先加酸会导致有部分H2逸出而无法收集，影响测定准确度；其次不安全或实验者没有自我保护意识；最后酸的用量太大，浪费试剂，所以不能改加水为加酸；c. 向烧杯中加入盐酸可以用长颈漏斗，则“仪器A”可以是长颈漏斗。