Question

【題目】某實驗小組對中學課本中可生成氫氣的反應進行了研究，總結出兩個可以生成H2的反應：①Zn+鹽酸；②Na+水。為點燃經驗純后上述兩個反應生成的H2，他們設計了圖示裝置。請回答下列問題：

(1)寫出Na與H2O反應的化學方程式：__。

(2)實驗小組在點燃用上述裝置制得的H2時，實驗①獲得成功，實驗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)實驗小組查閱資料知鈉、煤油、水的密度分別為0.97 g·cm-3、0.8 g·cm-3、1.00 g·cm-3，并據此對實驗進行改進，在改進后的實驗中H2的生成速率減慢，原因是____。

Answer 1

【答案】 2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 鈉與水反應放出大量的熱，會使試管內H2與O2的混合氣體爆炸 鈉比水輕，比煤油重，落在煤油與水的交界處。鈉與H2O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，與水反應，如此反復，減慢了Na與H2O的反應速率

【解析】本題考查實驗方案設計與評價，（1）鈉是活潑金屬，能與水發生反應，反應方程式為：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；（2）Na與H2O反應的產物是NaOH和H2，反應很快，并放出大量的熱，氫氣是可燃性氣體，可能與氧氣發生爆炸，因此Na的用量多容易發生爆炸；（3）由于ρ(煤油)<ρ(鈉)<ρ(水)，故鈉塊放入后將落在煤油和水的界面上，鈉與水反應，有氫氣生成，氫氣推動鈉塊上浮，當氫氣逸出后，鈉塊又下沉到煤油與水的界面上與H2O繼續發生反應，重復發生上述現象，使Na與H2O的反應速率減慢。