Question

【題目】課堂上老師分析金屬與鹽溶液反應時指出，生此反應的條件是：金屬要比鹽中金屬活潑但要除去鉀、鈣、鈉。澤元同學很好奇，他想探究金屬鈉與硫酸銅溶液反應生成什么物質？

（進行實驗一）取綠豆大的一小粒鈉放入盛有飽和CuSO4 溶液的錐形瓶中

（實驗現象）劇烈反應，產生大量氣泡，出現藍色絮狀沉淀，一會兒部分變黑色。

（1）探究生成的氣體是什么？

將錐形瓶塞上單孔塞，導管通入肥皂水中，有肥皂泡飄到空中，用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲。說明生成的氣體是_____。

（2）探究沉淀的成分是什么？

（查閱資料）難溶性堿通常遇熱時會分解為對應的金屬氧化物和水。

（猜想與假設）剩余物質為有Cu(OH)2 和_____，可能有Cu。

（驗證猜想）

實驗步驟	實驗現象	結論
將反應后物質過濾，在濾出的沉淀中加入足量的試劑X，X 的化學式為______	_____	此反應無Cu 生成

（實驗結論）鈉加入硫酸銅溶液中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，寫出生成藍色沉淀的化學方程式_____。

（反思與交流）出現黑色固體可能的原因是_____。

（進行實驗二）澤元同學將飽和 CuSO4 溶液滴加在一小塊鈉上至鈉完全反應，觀察到表面有灰黑色固體，周圍有大量藍色糊狀物。同學們加入試劑X 將黑色和藍色固體除去，看到有金屬光澤的紅色銅。與實驗一對比，從實驗原理角度分析實驗二中得到紅色銅的原因可能是_____。

（3）其他金屬與鹽反應，是否也有此現象呢？同學們又做了以下實驗：取大小形狀都相同的不同金屬與不同濃度硫酸銅溶液反應的現象記錄如下：

	Na	Mg	Al	Fe
1%	鈉浮在液面上熔成小球，四處游動， 發出嘶嘶響聲，鈉顆粒逐漸消失，有藍色沉淀生成	紅色固體生成，鎂條逐漸變小，有氣泡產生，有藍色沉淀生成	紅色固體生成，間接性產生極少量氣泡	紅色固體生成，無氣泡產生
3%	有時輕微爆炸，其他現象同上	有大量氣泡產 生，其他現象同上	紅色固體生成且固體體積逐漸變大，產生少量氣泡	紅色固體生成，其體積變化不明顯，產生少量氣泡產生
10%	輕微爆炸，其他現象同上	有氣泡產生，其他現象同上	鋁片由銀白變成紅色，產生少量氣泡	紅色固體生成，緩慢產生極少量氣泡產生

請根據上表中信息，猜想金屬與鹽產生氣體的影響因素有哪些？（寫出兩點，合理即可）：

①________________________；

②__________________________________。

Answer 1

【答案】氫氣 氧化銅 H2SO4 固體全部溶解，溶液變成藍色 2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4 鈉和水反應放出大量的熱，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅 實驗二中水較少，鈉和硫酸銅發生置換反應生成銅 金屬的活動性 鹽溶液的濃度

【解析】

（1）將產生的氣體用導管通入肥皂水中，將燃著的木條靠近飄起的肥皂泡，有爆鳴聲，說明生成的氣體是氫氣，點燃該氣體前一定要先檢驗純度；故填：氫氣；

[猜想與假設]氫氧化銅沉淀受熱會分解生成氧化銅和水，所以沉淀中有Cu（OH）2和氧化銅，可能還有Cu；故填：氧化銅；

[驗證猜想]

氧化銅、氫氧化銅會與稀硫酸反應生成硫酸銅，銅不會與稀硫酸反應，所以：

實驗步驟	實驗現象	結論
將反應后物質過濾，在濾出的沉淀中加入足量的稀硫酸	固體全部溶解，溶液變成藍色	沉淀中沒有Cu

故填：H2SO4；固體全部溶解，溶液變成藍色；

[實驗結論]鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉和硫酸銅反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，化學方程式為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；故填：2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；

[反思與交流]氫氧化銅受熱分解為相應的金屬氧化物和水，所以出現黑色物質的可能原因是：鈉和水反應放出大量的熱，氫氧化銅受熱分解生成的氧化銅。故填：鈉和水反應放出大量的熱，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅；

[進行實驗二]當水較少時，鈉容易和硫酸銅發生置換反應，則與實驗一對比，實驗二中得到紅色銅的原因是實驗二中水較少，利于鈉和硫酸銅反應。故填：實驗二中水較少，鈉和硫酸銅發生置換反應生成銅；

（3）根據表格提供的數據可以看出，金屬的活動性以及鹽溶液的濃度都會影響金屬與鹽產生氣體，故填：金屬的活動性；鹽溶液的濃度。