Question

11．金屬鈉與水的反應是中學化學中的一個重要反應．在高中化學教材的幾次改版中該實驗曾出現過幾種不同的演示方法，分別如下圖中甲、乙、丙所示：

（1）現按圖甲所示的方法，在室溫時，向盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中，加入一小塊金屬鈉．下列現象描述正確的是ABD（填字母）．
A．鈉浮在液面上，并四處游動，最后消失
B．鈉熔化成一個光亮的小球
C．反應開始后，溶液由無色變紅色
D．恢復到室溫時，燒杯底部有固體物質析出
（2）請補充并完成甲實驗中從試劑瓶中取出鈉到向水槽中投入鈉的有關操作：用鑷子從試劑瓶中取出一小塊鈉→用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶中→用鑷子夾取金屬鈉投入到盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中．
（3）按圖乙所示方法來收集產生的氣體，需將鈉包好，再放入水中．取相同質量的鈉按下列幾種情況收集產生的氣體在相同條件下體積最大的是A．
A．用鋁箔包住鈉
B．用錫箔包住鈉
C．直接將鈉投入水中
（4）用裝滿水的礦泉水瓶按圖丙方法進行實驗，（用手擠壓礦泉水瓶共排出水的體積為112 mL）塞緊帶有鈉的塞子，反應結束后，干癟的帶塞礦泉水瓶恰好恢復成原狀，假設瓶內、瓶外均屬于標準狀況，則所用金屬鈉的質量是多少克？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）鈉在酸、堿和鹽溶液中都能發生反應，和酸溶液反應時，就是和酸的反應，和堿或鹽溶液反應時，都是先和水反應，反應現象就是鈉和水反應、氫氧化鈉和鹽反應的現象；
（2）做鈉和水的反應實驗時，要把取出的鈉用濾紙吸干煤油，切割綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶；
（3）生成的氫氣包括鈉和水反應的，氫氧化鈉和其它金屬能放出氫氣則生成的氫氣就較多；
（4）該反應中排出水的體積就是氫氣的體積，根據氫氣和鈉的關系式計算鈉的質量．

解答 解：（1）將鈉投入到碳酸氫鈣溶液中，鈉先和水反應，呈現的現象是：鈉浮在水面上，熔化成一個光亮的小球，并四處游動，最后消失，生成的氫氧化鈉和碳酸氫鈣反應生成難溶性的碳酸鈣，所以恢復到室溫時，燒杯底部有固體物質析出，故選ABD；
（2）做鈉和水的反應實驗時，用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶中，故答案為：用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃生上用小刀切成綠豆大小的鈉粒，并將多余的鈉放回試劑瓶中；
（3）鈉和水反應生成氫氣和氫氧化鈉，鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，錫和氫氧化鈉溶液不反應，所以生成氫氣體積最大的是用鋁箔包住鈉，故選A；
（4）該反應中排出水的體積就是氫氣的體積，設消耗的鈉的質量是x，
2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH
46g      22.4L
x       0.0168L
x=（0.0168×46）÷22.4=0.0345g，
故答案為：0.0345g．

點評 本題以鈉的實驗設計為載體考查了鈉的性質，會根據鈉的性質分析鈉和水反應的實驗現象，難度不大．