2019高一化學(xué) 實(shí)驗(yàn)7 鈉和水的反應(yīng)學(xué)案.docx

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實(shí)驗(yàn)7 鈉和水的反應(yīng) 鈉和水反應(yīng) 1、加深對(duì)鈉活潑性的理解 2、培養(yǎng)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探索實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的能力 鈉是活潑金屬，能與冷水起劇烈的化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 燒杯、小刀、鑷子、濾紙、玻璃片、鈉、水、酚酞 步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論及解釋 1．在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液。 2．用鑷子從煤油中夾取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，將鈉放在玻璃片上，用小刀切下綠豆大小的一塊放入水中。 3．觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ?。衡c塊浮在水面上 鈉的密度比水小，所以會(huì)浮在水面上 熔：迅速熔化成一個(gè)閃亮的小球 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且鈉的熔點(diǎn)（97.8℃）較低 游：小球在水面上四處游動(dòng) 有氣體生成 響：發(fā)出“嘶嘶”響聲，最后消失 反應(yīng)劇烈 紅：溶液變成紅色 遇酚酞變紅，說(shuō)明溶液顯堿性，生成了NaOH 實(shí)驗(yàn)室鈉著火時(shí)我們能不能直接用水來(lái)?yè)錅纾? 不能，可以直接拿沙子撲滅。 試從氧化還原的角度分析鈉和水反應(yīng)生成什么氣體？ 可能反應(yīng)有：①與水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣Na + H2O→NaOH+O2 ↑ ②與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣Na +H2O→NaOH+H2 ↑ 鈉原子易失電子，化合價(jià)升高，因此，必有另一種元素的化合價(jià)降低，故發(fā)生的是反應(yīng)②。 將一小塊鈉加入到CuSO4溶液中會(huì)有什么現(xiàn)象？ 有藍(lán)色沉淀生成，有氣泡產(chǎn)生 第一步Na與水反應(yīng) 2Na+2H2O===2NaOH + H2↑ 第二步NaOH與CuSO4反應(yīng)2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4 合起來(lái)總反應(yīng)方程式2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4 +H2↑ 鈉的金屬活潑性強(qiáng)，容易與水反應(yīng)，故不是發(fā)生置換反應(yīng)。 注意事項(xiàng)： （1）金屬鈉的密度比水小，比煤油大，且易與空氣和水反應(yīng)，故保存在煤油中。 （2）鈉的取用是應(yīng)用鑷子不能用手直接接觸，鈉表面的煤油要用濾紙吸干。 （3）該實(shí)驗(yàn)中使用的鈉的量應(yīng)為綠豆大小，因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)且反應(yīng)劇烈。 （4）切割后剩余的鈉應(yīng)該放回原來(lái)的試劑瓶中，不能隨意丟棄。 （5）我們可以收集一試管生成的氣體，用拇指堵住試管口，移到火焰邊緣，放開(kāi)手指，如果聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，則是氫氣。 1．在研究金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是（） A．將一小塊Na投入水中，鈉浮于水面，說(shuō)明鈉的密度比水小 B．將一小塊Na投入滴有酚酞的水中，溶液變紅，說(shuō)明反應(yīng)生成了堿 C．將一小塊Na投入CuSO4溶液中，生成藍(lán)色沉淀，說(shuō)明Na沒(méi)有Cu活潑 D．點(diǎn)燃Na與肥皂水反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡，有尖銳爆鳴聲，說(shuō)明有H2生成 【答案】C 【解析】鈉比銅要活潑，將一小塊Na投入CuSO4溶液中，鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，然后氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀氫氧化銅，所以得不到銅，C錯(cuò)誤。 2．下列關(guān)于鈉及其化合物的說(shuō)法不正確的是（） A．鈉與水反應(yīng)放出氫氣 B．鈉與水反應(yīng)放出氧氣 C．實(shí)驗(yàn)室中鈉常保存在煤油中 D．Na2O2與水反應(yīng)放出氧氣 【答案】B 【解析】A．鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，正確，不選A；B．鈉與水不產(chǎn)生氧氣，錯(cuò)誤，選B；C．鈉容易與水或氧氣反應(yīng)，所以通常保存在煤油中，正確，不選C；D．過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，正確，不選D。 3．下列①~④是鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解釋和結(jié)論，其中對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是（） 序號(hào) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋和結(jié)論 ① 鈉浮在水面上 鈉的密度比水小 ② 鈉熔成小球 鈉與水反應(yīng)放熱且鈉的熔點(diǎn)低 ③ 鈉四處游動(dòng)，嘶嘶作響 產(chǎn)生了氫氣 ④ 向反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞，溶液變紅 生成了堿性物質(zhì) A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 【答案】D 【解析】①鈉的密度小于水，鈉投入水中并浮在水面上，正確；②鈉與水反應(yīng)放出大量熱，而且鈉的熔點(diǎn)較低，所以鈉會(huì)熔化成一個(gè)閃亮的小球，反應(yīng)生成大量的氣體推動(dòng)鈉小球四處游動(dòng)，生成氫氧化鈉溶于水，正確；③鈉與水劇烈反應(yīng)，生成氣體，所以會(huì)發(fā)生嘶嘶響聲，但現(xiàn)象不能說(shuō)產(chǎn)生了氫氣，錯(cuò)誤；④鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na+2H2O===2NaOH+H2↑，溶液顯堿性，所以反應(yīng)后溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色，正確；答案選D。 4．根據(jù)鈉與水（滴有酚酞溶液）反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能得出的結(jié)論是（） A．鈉的密度比水小 B．鈉的硬度小 C．鈉很活潑，易與水反應(yīng)生成堿性物質(zhì) D．鈉的熔點(diǎn)低 【答案】B 【解析】A、鈉浮在水面上，說(shuō)明密度比水小，A正確；B、鈉與水反應(yīng)不涉及硬度實(shí)驗(yàn)，無(wú)法驗(yàn)證其硬度，B錯(cuò)誤；C、鈉與水劇烈反應(yīng)置換出氫氣，溶液變紅色，說(shuō)明金屬鈉化學(xué)性質(zhì)活潑，易與水反應(yīng)生成堿性物質(zhì)，C正確；D、鈉與水反應(yīng)放出的熱能使本身熔化成閃亮的小球，說(shuō)明熔點(diǎn)低，D正確，答案選B。 5．下列敘述中不正確的是（） A．鈉在反應(yīng)TiCl4＋4Na===Ti＋4NaCl中作還原劑 B．NaOH應(yīng)密封保存，以防分解變質(zhì) C．盛放KOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞 D．當(dāng)足量的CO2通入飽和NaOH溶液中，會(huì)有固體析出 【答案】B 【解析】選項(xiàng)B，NaOH密封保存，目的是防止空氣中的CO2與之反應(yīng)而變質(zhì)。 6．研究表明：爆炸反應(yīng)是反應(yīng)物均勻得混合好之后才能產(chǎn)生爆炸，否則它們只會(huì)飛濺噴出。鈉與水反應(yīng)會(huì)發(fā)生劇烈的爆炸，你認(rèn)為關(guān)于爆炸的分析合理的是（） A．鈉與水反應(yīng)放熱使其熔化而發(fā)生爆炸 B．鈉與水生成的氫氣燃燒而發(fā)生爆炸 C．鈉失去電子，正電荷堆積的斥力將鈉變?yōu)獒槧钏槠慕Y(jié)果 D．鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物使溶液堿性增強(qiáng)讓反應(yīng)更加劇烈而發(fā)生爆炸 【答案】C 【解析】A．鈉與水反應(yīng)放熱使其熔化，液態(tài)鈉在水表面亂游動(dòng)，不發(fā)生爆炸，故A錯(cuò)誤；B．鈉與水生成的氫氣燃燒，瞬間產(chǎn)生的大量氫氣就像一個(gè)保護(hù)層，將鈉塊與水隔開(kāi)，阻止反應(yīng)進(jìn)行，不會(huì)發(fā)生爆炸，故B錯(cuò)誤；C，金屬失去帶負(fù)電的電子后，金屬上的正電荷不斷堆積，正電荷的斥力將金屬撕碎成為針狀的碎片，這樣的碎片增大了反應(yīng)的面積，是爆炸的原因，故C正確；D．反應(yīng)后溶液堿性增強(qiáng)是生成氫氧化鈉濃度增大，不是爆炸的原因，故D錯(cuò)誤； 7．鉀的金屬活動(dòng)性比鈉強(qiáng)，根本原因是（） A．鉀的密度比鈉的小 B．鉀原子的電子層比鈉原子多一層 C．鉀與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更劇烈 D．加熱時(shí)，鉀比鈉更易汽化 【答案】B 【解析】鉀的金屬活動(dòng)性比鈉強(qiáng)，根本原因?yàn)殁浽拥碾娮訉颖肉c原子多一層，則K失去電子能力強(qiáng)，所以鉀與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更劇烈，而與金屬密度、易汽化等無(wú)關(guān)。B對(duì)。 8．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，目的是做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證①鈉的物理性質(zhì)；②鈉和水反應(yīng)的產(chǎn)物．請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，欲使鈉與水接觸反應(yīng)，應(yīng)如何操作？________________________________ ______________________________________________。 （2）反應(yīng)開(kāi)始后，試管中能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：_______（填寫(xiě)代號(hào)） A．鈉在水層中反應(yīng)熔成小球并四處游動(dòng) B．鈉在兩液體界面處反應(yīng)熔成小球并可能作上下跳動(dòng) C．鈉在水層中反應(yīng)熔成小球并四處游動(dòng) D．鈉不斷地減小至消失 E．鈉停留在煤油層中不反應(yīng) F．鈉和水反應(yīng)生成的氫氣不溶于水和煤油，煤油中有氣泡產(chǎn)生 （3）通過(guò)上述現(xiàn)象，能夠驗(yàn)證鈉的哪些物理性質(zhì)：___________________________________（4）100mL容量瓶中盛有100mL0.101molL?1的BaCl2溶液，現(xiàn)欲將其稀釋成濃度為0.100molL?1的BaCl2溶液（體積仍保持為100mL），所選用的儀器有：10mL量筒、1mL移液管（可準(zhǔn)確移取0.10～1.00mL溶液）、膠頭滴管。其簡(jiǎn)單的操作步驟是________________ ____________________________________________________________ 【答案】（1）按住橡皮塞，將大頭針向上抽，使鈉塊掉入水中 （2）BDF （3）熔點(diǎn)低，密度比水小 （4）用1mL移液管移出0.99mL0.1010molL?1的BaCl2溶液，然后用膠頭滴管向剩下的99.01mL 0.1010molL?1的BaCl2溶液中加水至刻度線，即可配制0.100molL?1的BaCl2溶液 【解析】（1）接下來(lái)的操作是讓鈉與水接觸開(kāi)始反應(yīng)，并觀察現(xiàn)象、收集和驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體是否是氫氣，應(yīng)該按住橡皮塞，將大頭針向上提，使鈉塊從針頭脫落并落入水中；（2）A．鈉密度小于水大于煤油，鈉在兩液體界面處反應(yīng)熔成小球并可能作上下跳動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．鈉密度小于水大于煤油，鈉在兩液體界面處反應(yīng)熔成小球并可能作上下跳動(dòng)，故B正確；C．鈉密度小于水大于煤油，鈉在煤油和水層間反應(yīng)熔成小球并上下跳動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉溶液和氫氣，不斷地減小至消失，故D正確；E．鈉在煤油和水層間反應(yīng)熔成小球并上下跳動(dòng)，故E錯(cuò)誤；F．鈉和水反應(yīng)生成的氫氣不溶于水和煤油，煤油中有氣泡產(chǎn)生，故F正確；故答案為：B、D、F；（3）熔小球、浮水面說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)鈉的物理性質(zhì)有鈉熔點(diǎn)低，密度比水?。唬?）設(shè)欲配制100mL0.100molL?1的BaCl2溶液，所需的0.1010molL?1的BaCl2溶液的體積為VmL，根據(jù)溶液稀釋定律C濃V濃=C稀V稀可知：0.1010molL?1VmL=100mL0.100molL?1，解得V=99.01mL，故用1mL移液管移出0.99mL的0.1010molL?1的BaCl2溶液，然后用膠頭滴管向剩下的99.01mL 0.1010molL?1的BaCl2溶液中加水至刻度線，即可配制得0.100molL?1的BaCl2溶液。 9．有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究鈉與水反應(yīng)(鐵架臺(tái)等儀器已略)。實(shí)驗(yàn)前在橡膠塞下端打一個(gè)小孔穴，將一大小適中的鈉塊固定于針頭下端，向上抽動(dòng)針頭使鈉塊藏于孔穴內(nèi)。在玻璃反應(yīng)管內(nèi)裝入適量水(使鈉塊不與水接觸)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，拔去橡膠乳頭，按住橡膠塞，將針頭緩緩向上拔起，使鈉與水接觸，反應(yīng)管內(nèi)的液體被產(chǎn)生的氣體壓出，流入置于下方的燒杯中，氣體則被收集在反應(yīng)管內(nèi)。 （1）鈉與水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________。 （2）實(shí)驗(yàn)中“鈉塊熔化為閃亮的小球”說(shuō)明__________________________；向試管中的溶液中滴加____________，溶液變紅，說(shuō)明鈉與水反應(yīng)生成堿性物質(zhì)。 （3）如果實(shí)驗(yàn)前加入反應(yīng)管內(nèi)水的體積為a mL，欲使水最終全部被排出，則所取金屬鈉的質(zhì)量至少為_(kāi)___________g(設(shè)當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件下氣體摩爾體積為V mLmol?1)。 【答案】（1）2Na+2H2O===2Na++2OH?+H2↑ （2）鈉與水的反應(yīng)過(guò)程中有熱量放出，Na熔點(diǎn)較低酚酞試液 （3） 【解析】（3）V(H2)=V(水)=a mL n(H2)==mol 由2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2mol 1mol n(Na) mol n(Na)=2 mol；m(Na)=mol23gmol-1=g