Question

20、通過“金屬和金屬材料”和“燃燒”的復習，同學們對課本上“活動性較強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：
問題：金屬鈉能否置換出硫酸銅溶液中的銅？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放出氫氣．
[實驗一]：①在實驗室中，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，待反應結(jié)束后滴加酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅．
[實驗二]：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，反應后冷卻，瓶內(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

常溫下，它既極易與氧氣反應，還可以與水劇烈反應

．
（2）根據(jù)上述資料和 實驗一中的現(xiàn)象寫出鈉塊投入硫酸銅溶液所發(fā)生的反應方程式：

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

；

2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄

．
（3） 實驗二中生成的黑色顆粒是

碳

，而白色物質(zhì)可能是什么呢？
①同學們圍繞白色物質(zhì)可能是什么產(chǎn)生如下猜想：甲認為白色物質(zhì)是氧化鈉，乙認為是碳酸鈉，丙認為是氧化鈉和碳酸鈉的混合物，丁認為是氫氧化鈉．我認為認為丁的猜想是錯誤的，理由是

反應物中無氫元素

．
②對白色物質(zhì)是什么進行實驗再探究，方案設計如下：
方案1：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，過濾，向濾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，滴加足量稀鹽酸，溶液中有氣泡冒出，結(jié)論：白色物質(zhì)中一定有

碳酸鈉

．
方案3：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，過濾，向濾液中加入過量的

B

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

乙

（在甲、乙、丙中選）的猜想成立．
③評價與反思：小娟同學認為實驗方案1得出的結(jié)論不正確，其理由是

碳酸鈉溶液也能使酚酞溶液變紅

④結(jié)論：金屬鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為

4Na+3CO₂=C+2Na₂CO₃

．
[應   用]實驗室中的金屬鈉著火時，你的滅火方法是

沙子

．

Answer 1

分析：本題主要考查的是金屬鈉的有關化學性質(zhì)，金屬鈉的化學性質(zhì)非常活潑，易與氧氣和水發(fā)生化學反應，因此要保存在煤油中．金屬鈉投入硫酸銅溶液中，鈉先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉．金屬鈉也能在二氧化碳中燃燒，二氧化碳和金屬鈉反應生成了黑色的碳和白色的碳酸鈉，因此金屬鈉著火時，不能用水和二氧化碳滅火，要用沙子滅火．在驗證猜想是否正確時，要注意質(zhì)量守恒定律的應用，在實驗探究過程中要注意碳酸鈉溶液也顯堿性．

解答：解：（1）金屬Na性質(zhì)活潑，常溫下極易與氧氣反應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放出氫氣，因此保存在煤油中．故答案為：常溫下，它既極易與氧氣反應，還可以與水劇烈反應．
（2）把金屬鈉投入硫酸銅溶液中，觀察到溶液中出現(xiàn)藍色沉淀，但沒有紅色的物質(zhì)析出．是因為：鈉先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉．故答案為：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄．
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：二氧化碳和金屬鈉反應生成了黑色的碳和白色的碳酸鈉．反應物中無氫元素，因此不可能是氫氧化鈉．碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水和二氧化碳，因此有氣泡冒出，就證明有碳酸鈉．在驗證是否有氧化鈉時，要注意碳酸鈉溶液也顯堿性，要用氯化鈣溶液排除碳酸鈉的干擾．通過實驗探究可知：金屬鈉燃燒時，不能用水和二氧化碳滅火，要用沙子滅火，二氧化碳和鈉反應生成了黑色的碳和白色的碳酸鈉，要注意配平．
故答案為：①反應物中無氫元素．②碳酸鈉；B；乙；③碳酸鈉溶液也能使酚酞溶液變紅；④4Na+3CO₂=C+2Na₂CO₃．沙子．

點評：本考點屬于新信息篩選題，在主要考查了金屬鈉的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，以及氧氣、水和二氧化碳與鈉反應的有關性質(zhì)和反應的類型．還考查了質(zhì)量守恒定律中，元素的種類反應前后不變，并設計實驗，進行探究，于是激發(fā)了學生的探究欲望，綜合性比較強．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．