Question

某實驗小組對中學課本中可生成氫氣的反應進行了研究，總結出三個可以生成H₂的反應：①Zn+鹽酸；②Na+水；③Al+NaOH溶液．為點燃上述三個反應生成的H₂，他們設計了如圖所示的裝置圖：
請回答下列問題：
（1）在點燃H₂之前必須先進行

 

．
（2）實驗小組在點燃用上述裝置制得的H₂時，①③實驗獲得成功，②卻失敗了．
他們分析認為失敗的原因是Na與H₂O的反應速率太快，Na的用量又太少．于是他們準備增加鈉的用量，可老師說太危險，你認為產生危險的原因是

 

．
（3）實驗小組查閱鈉、苯（一種不溶于水的液態有機物）、水的密度分別為0.97g/mL、0.88g/mL、1.00g/mL，并據此對實驗進行了改進．
在改進后的實驗中H₂的生成速率

 

．（填減慢或加快）
（4）2.3g鈉投入20mL水中完全反應所得溶液的物質的量濃度是

 

．（不計溶液體積的變化）

Answer 1

分析：（1）可燃性氣體與空氣混合可能發生爆炸；
（2）大塊的鈉與水反應劇烈，放出大量的熱；
（3）鈉的密度比煤油大，比水小；
（5）鈉與水發生反應2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，根據n=

m

M

計算金屬Na的物質的量，由方程式計算n（NaOH），再根據c=

n

V

計算形成的氫氧化鈉溶液的濃度．

解答：解：（1）可燃性氣體與空氣混合可能發生爆炸，點燃前需要先驗純，故答案為：驗純；
（2）大塊的鈉與水反應劇烈，放出大量的熱，可能使試管內H₂和O₂的混合氣點燃而爆炸，
故答案為：大塊的鈉與水反應劇烈，放出大量的熱，可能使試管內H₂和O₂的混合氣點燃而爆炸；
（3）鈉處于苯和水的交界處，鈉與水反應產生的H₂使鈉浮起，脫離水面，反應停止；
當鈉表面的H₂逸出，鈉又回落水層，如此反復，減小了Na與H₂O的反應速率，
故答案為：減慢；
（4）2.3g金屬鈉的物質的量為

2，3g

23g/mol

=0.1mol，
令生成的氫氧化鈉的物質的量為y，則：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
 2         2
0.1mol     y
所以2：2=0.1mol：y，解得y=0.1mol
故所得氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為

0.1mol

0.02L

=5mol/L，
故答案為：5mol/L．

點評：本題考查常見氣體制備原理及裝置選擇，及物質的量濃度計算，題目難度不大，注意鈉與水反應時，取用的鈉塊不能太大．注意（3）要考慮題給密度的關系，確定鈉在反應體系中的位置關系．