Question

13．有人設計出一種在隔絕空氣條件下讓鈉與FeSO₄溶液反應的方法以驗證反應實質．實驗時，往100mL大試管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過長頸漏斗加入用煮過的蒸餾水配制的FeSO₄溶液使煤油的液面至膠塞，并夾緊彈簧夾（如圖）．仔細觀察，回答下列問題：
（1）有關鈉反應的現象是有氣泡生成，鈉熔化成小球且在煤油和FeSO₄溶液界面處上下跳動，最終完全溶解．
（2）大試管的溶液中出現的現象：下層溶液出現白色絮狀沉淀．
（3）裝置中液面的變化：大試管內下降；長頸漏斗內上升．
（4）寫出鈉與硫酸亞鐵溶液反應的化學方程式：2Na+FeSO₄+2H₂O═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄+H₂↑．

Answer 1

分析 鈉的密度大于煤油的密度且和煤油不反應，所以鈉在煤油中逐漸下沉；鈉的密度小于水的密度，所以在水中會浮在水面上，鈉的熔點較低，所以鈉在水中會熔成小球；鈉和FeSO₄溶液中溶劑反應生成氫氣，所以生成的氫氣推動鈉上浮至煤油層；當氫氣溢出，鈉又回落至界面與FeSO₄溶液中溶劑反應，如此反復多次，最后完全消失，由此分析解答．

解答 解：（1）鈉的密度大于煤油的密度且和煤油不反應，所以鈉在煤油中逐漸下沉；鈉的密度小于水的密度，所以在水中會浮在水面上，鈉的熔點較低，所以鈉在水中會熔成小球；鈉和FeSO₄溶液中溶劑反應生成氫氣，所以生成的氫氣推動鈉上浮至煤油層；故答案為：有氣泡生成，鈉熔化成小球且在煤油和FeSO₄溶液界面處上下跳動，最終完全溶解；
（2）氫氧化鈉與硫酸鐵反應生成白色的沉淀，故答案為：下層溶液出現白色絮狀沉淀；
（3）該反應中有氫氣生成，所以大試管內氣體的壓強增大，大于外界大氣壓，導致大試管內的溶液下降，把試管內的溶液壓入長頸漏斗中，所以長頸漏斗中液面逐漸上升，
故答案為：下降；上升；
（4）鈉與硫酸亞鐵溶液反應，是鈉與水反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉與硫酸亞鐵反應，所以反應方程式為：2Na+FeSO₄+2H₂O═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄+H₂↑，故答案為：2Na+FeSO₄+2H₂O═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄+H₂↑．

點評 本題考查了鈉的性質，難度不大，會用化學語言描述鈉與水反應的現象，會解釋出現該現象的原因．