Question

【題目】CCTV1撒貝寧主持的《加油向未來》做過這樣一個實驗，專業人員將大塊的鈉扔入水中瞬間產生爆炸。小耿同學看到該節目后，他對鈉產生了強烈的好奇。

（查閱資料）

①鈉是一種活潑金屬，常溫下不與煤油反應，能與氧氣、水，二氧化碳等物質發生反應。與水劇烈反應能生成一種可燃性氣體與一種堿。

②密度：煤油0．8g/cm3，水1g/cm3，鈉0．97g/cm3。鈉一般保存在煤油中。

（實驗探究）

老師啟發下，小耿同學設計了如圖1所示的一套鈉與水反應的實驗裝置（夾持儀器已略）。

（實驗步驟）①檢查裝置氣密性；

②向大試管中加入一定體積煤油；

③用小刀切一小塊鈉，放入大試管，塞上橡皮塞；

④打開活塞，通過長頸漏斗向試管中加入水。使煤油的液面升至膠塞，關閉活塞觀察現象。

請回答下列問題：

（1）金屬鈉保存在煤油中的原因是__________________

（2）圖1中，儀器X的名稱是________

（3）實驗結束打開活塞，將燃著的木條放到尖嘴處，發現氣體被點燃，產生________色火焰，罩一個干冷的燒杯在火焰上方，燒杯內壁有水霧，生成的氣體是___________（填化學式）。小季同學將圖1試管中的水換成足量的硫酸銅溶液，觀察到產生了氣泡和一種藍色沉淀。沒有看到有紅色的銅生成，根據實驗探究和查閱資料了解到，金屬鈉先與硫酸銅溶液中的水反應，其化學方程式為______。

小楊在實驗室中探究金屬鈉與二氧化碳的反應，選用如圖2所示裝置及藥品進行實驗。回答下列問題：

（4）打開活塞，制取CO2，實驗室制取二氧化碳的化學方程式_______。為了得到干燥、純凈的CO2 ，B中盛有_______（填試劑名稱）溶液。反應結束后，關閉活塞，干燥管內可觀察到的現象是__________。用稀硫酸____（填“能”或者“不能”）代替稀鹽酸。

（5）金屬鈉與二氧化碳反應的實驗步驟及現象如下表：

操作步驟		實驗現象
1	打開活塞，待玻璃管中充滿二氧化碳后，點燃酒精燈加熱。	產生大量白煙，玻璃管壁上有黑色固體產生。
2	冷卻后，將玻璃管中的固體全部取出，并置于試管中，加入適量的蒸餾水，振蕩、過濾。	濾紙上留下黑色物質，濾液為無色溶液

①驗證玻璃管中充滿二氧化碳的方法是____________________ 。

②為檢驗玻璃管中白色物質的成分，取適量濾液于2支試管中，向一支試管中滴加1滴酚酞溶液，溶液變紅；向第二支試管中滴加氫氧化鋇溶液，溶液變渾濁。據此推斷，白色物質中一定有的物質的化學式是______(填標號）。

A Na2O B Na2O2 C NaOH D Na2CO3

③經檢驗，濾紙上留下的黑色固體是一種單質，請寫出它能與其他黑色固體反應的化學方程式：________________（任寫一個）。

④本實驗中金屬鈉與二氧化碳反應的化學方程式為 _______。

Answer 1

【答案】防止與氧氣、水，二氧化碳等物質發生反應變質 長頸漏斗 淡藍 氫氣 碳酸氫鈉溶液 固體與液體分離，反應停止 不能 把燃燒的木條放在E導管口處，木條熄滅 D （合理即可）

【解析】

（1）鈉是一種活潑金屬，常溫下不與煤油反應，能與氧氣、水，二氧化碳等物質發生反應，故將鈉保存在煤油中的原因是：防止與氧氣、水，二氧化碳等物質發生反應變質；

（2）儀器X的名稱是：長頸漏斗；

（3）實驗結束打開活塞，將燃著的木條放到尖嘴處，發現氣體被點燃，罩一個干冷的燒杯在火焰上方，燒杯內壁有水霧，氫氣燃燒生成水，說明生成的氣體是氫氣，氫氣在空氣中燃燒產生淡藍色火焰，故填：淡藍、H2；

金屬鈉與硫酸銅溶液反應，觀察到產生了氣泡和一種藍色沉淀。沒有看到有紅色的銅生成，硫酸銅可與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅藍色沉淀，由以上分析可知，鈉與水反應生成了氫氣，故鈉與水反應生成了氫氧化鈉和氫氣，該反應的化學方程式為：；

（4）實驗室通常用石灰石（或大理石）與稀鹽酸反應制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：；

鹽酸具有揮發性，制得的二氧化碳氣體中常混有氯化氫氣體，氯化氫氣體能與碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，且碳酸氫鈉不吸收二氧化碳，故可在B中盛有碳酸氫鈉溶液，吸收氯化氫氣體；

石灰石與稀鹽酸反應生成二氧化碳，使裝置內壓強增大，在壓強差的作用下，固液分離，反應停止；

不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為：稀硫酸和碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，附著在石灰石表面，阻止反應進行，故填：不能；

（5）①驗證玻璃管中充滿二氧化碳的方法是：把燃燒的木條放在E導管口處，木條熄滅；

②取適量濾液于2支試管中，向一支試管中滴加1滴酚酞溶液，溶液變紅，說明溶液顯堿性；向第二支試管中滴加氫氧化鋇溶液，溶液變渾濁，說明含碳酸根離子或硫酸根離子，根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變，反應物為鈉和二氧化碳，故白色物質為碳酸鈉。故選D；

③經檢驗，濾紙上留下的黑色固體是一種單質，根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變，故該黑色固體為碳，碳可與黑色的氧化銅在高溫的條件下反應生成銅和二氧化碳，該反應的化學方程式為：；

④由以上分析可知，本實驗中金屬鈉與二氧化碳反應生成了碳和碳酸鈉，該反應的化學方程式為：。