9.學(xué)習(xí)化學(xué)一年后,同學(xué)們對課本上“活動性較強(qiáng)的金屬一般可以將位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”以及“支持燃燒的氣體一般是氧氣”這兩句話產(chǎn)生了質(zhì)疑,在老師的幫助下,用金屬鈉來探究下列問題:
【提出問題】1.金屬鈉能否置換出硫酸銅溶液中的銅?
2.金屬鈉能否在其他氣體(如:CO2)中燃燒?
【查閱資料】金屬Na性質(zhì)活潑,常溫下,它極易與氧氣反應(yīng)生成白色固體氧化鈉,氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉,金屬鈉還可以與水劇烈反應(yīng)放出氫氣.
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)一:①在實(shí)驗(yàn)室中,金屬鈉保存在煤油中;
②用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉,用濾紙吸干表面煤油后投入硫酸銅溶液中,觀察到溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,但沒有紅色的物質(zhì)析出;
③按照步驟②將金屬鈉投入水中,待反應(yīng)結(jié)束后滴加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變紅.
實(shí)驗(yàn)二:將燃燒的鈉迅速伸入盛有CO2的集氣瓶中,觀察到在CO2中繼續(xù)燃燒,反應(yīng)后冷卻,瓶內(nèi)附著黑色顆粒,并粘附著白色物質(zhì).
【問題討論】
(1)金屬鈉保存在煤油中的原因是防止鈉與氧氣和水反應(yīng)變質(zhì).
(2)根據(jù)上述資料寫出鈉塊投入水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,鈉投入硫酸銅溶液中,總的化學(xué)反應(yīng)方程式2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑.氫氧化銅受熱分解成氧化銅和水,若將24.0g剩余固體繼續(xù)高溫加熱,發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變,寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+O2↑.
(3)實(shí)驗(yàn)二中生成的黑然顆粒是碳,而白色物質(zhì)可能是什么呢?
①同學(xué)們圍繞白色物質(zhì)可能是什么產(chǎn)生如下猜想:甲認(rèn)為白色物質(zhì)是氧化鈉,乙認(rèn)為是碳酸鈉,丙認(rèn)為是氧化鈉和碳酸鈉的混合物,丁認(rèn)為是氫氧化鈉.
我認(rèn)為丁的猜想是錯(cuò)誤的,理由是反應(yīng)物中沒有氫元素.
②對白色物質(zhì)是什么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)再探究,方案設(shè)計(jì)如下:
方案1:取該樣品少量于試管里,加入適量的水,振蕩,過濾,向?yàn)V液中加入無色酚酞試液,觀察到溶液變成紅色,結(jié)論:白色物質(zhì)中一定有氧化鈉.
方案2:取該樣品少量于試管里,滴加足量鹽酸,溶液中有氣泡冒出,結(jié)論:白色物質(zhì)中一定有碳酸鈉.
方案3:取該樣品少量于試管里,加入適量的水,振蕩,過濾,向?yàn)V液中加入過量的B溶液(供選試劑:A.石灰水  B.氯化鈣溶液  C.硫酸銅溶液,填序號),出現(xiàn)白色沉淀,然后過濾,再向溶液里滴加無色酚酞試液,無明顯現(xiàn)象出現(xiàn).則乙(在甲、乙、丙中選)的猜想成立.
③評價(jià)與反思:小娟同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案1得出的結(jié)論不正確,其理由是碳酸鈉溶液也是堿性的;
實(shí)驗(yàn)室中的金屬鈉著火時(shí),你的滅火方法是用黃沙掩埋.
【拓展應(yīng)用】測定實(shí)驗(yàn)中使用的標(biāo)有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的鹽酸(圖1)的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù).
(1)為了測定,需配制20%的氫氧化鈉溶液100g.配制步驟有:①溶解 ②計(jì)算,需氫氧化鈉g ③裝瓶并貼標(biāo)簽 ④稱取氫氧化鈉20g,量取水80mL(水的密度為1g/mL).其正確的順序?yàn)棰冖堍佗郏ㄌ钚蛱枺?br />配制氫氧化鈉溶液時(shí),需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、滴管及玻璃棒.
(2)小明同學(xué)在燒杯中加入配得的氫氧化鈉溶液20g,再逐滴加入該鹽酸.用pH測定儀測定滴加過程中溶液的pH.圖2為測定儀打印出的滴加鹽酸的質(zhì)量與溶液pH的關(guān)系圖.

①a點(diǎn)對應(yīng)的溶液呈酸性(填“酸性”、“堿性”或“中性”);b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中的溶質(zhì)為NaCl、NaOH(寫化學(xué)式).
②請以此次測定的數(shù)據(jù),列式計(jì)算該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)?14.6%
(3)該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)與標(biāo)簽上標(biāo)出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一致的可能原因鹽酸具有揮發(fā)性(不考慮誤差).

分析 (1)根據(jù)金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)非;顫,易與氧氣和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)分析;
(2)金屬鈉投入硫酸銅溶液中,根據(jù)酚酞試液變紅及元素守恒的角度分析鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物并寫出方程式;
(3)根據(jù)金屬鈉也能在二氧化碳中燃燒,根據(jù)質(zhì)量守恒定律中化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變分析黑色固體的成分和白色物質(zhì)的成分;
方案2:依據(jù)滴加足量鹽酸,溶液中有氣泡冒出,推測白色物質(zhì)的成分;
方案3:根據(jù)加入的試劑與碳酸鈉反應(yīng)出現(xiàn)白色沉淀,然后過濾,再向溶液里滴加無色酚酞試液,無明顯現(xiàn)象出現(xiàn),得出合理的猜想的結(jié)論,注意在驗(yàn)證是否有氧化鈉時(shí),要注意碳酸鈉溶液也顯堿性,要用氯化鈣溶液排除碳酸鈉的干擾;
③評價(jià)與反思  根據(jù)碳酸鈉也顯堿性分析;
根據(jù)金屬鈉的性質(zhì)選擇合適的滅火方法;
【拓展應(yīng)用】(1)利用溶質(zhì)質(zhì)量=溶液質(zhì)量×溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),計(jì)算配制溶液所需要的溶質(zhì)的質(zhì)量和溶劑的質(zhì)量;由配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的步驟進(jìn)行排序;
(2)①根據(jù)滴加鹽酸到圖象中a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)溶液發(fā)生的反應(yīng)以及剩余的反應(yīng)物分析.
②觀察圖示,當(dāng)?shù)渭欲}酸到C點(diǎn)時(shí),溶液的pH=7,25g的鹽酸與20g20%的氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng),根據(jù)鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng),由氫氧化鈉的質(zhì)量求出所消耗的鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量;再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式計(jì)算該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(3)根據(jù)鹽酸的揮發(fā)性分析.

解答 解:(1)金屬Na性質(zhì)活潑,常溫下極易與氧氣反應(yīng)生成白色固體氧化鈉,氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉;金屬鈉還可以與水劇烈反應(yīng)放出氫氣,因此保存在煤油中.
故答案為:防止鈉與氧氣和水反應(yīng)變質(zhì);
(2)將金屬鈉投入水中,待反應(yīng)結(jié)束后滴加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變紅,說明產(chǎn)生了堿性的物質(zhì),根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變,因此是氫氧化鈉;結(jié)合資料提供的還產(chǎn)生氫氣,因此鈉能和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣;再根據(jù)現(xiàn)象產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明是氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng)產(chǎn)生了氫氧化銅藍(lán)色沉淀,此外還得到硫酸鈉,反應(yīng)的方程式為:2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑;
氧化銅加熱后質(zhì)量又會減少,應(yīng)該是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣,24g氧化銅的氧元素的質(zhì)量=24g×$\frac{16}{64+16}$×100%=4.8g,大于2.4g,說明是氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣,所以此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+O2↑;
故答案為:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑;4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+O2↑;
(3)鈉在CO2中燃燒后瓶內(nèi)附著黑色顆粒,從反應(yīng)物的元素組成來分析,黑色顆粒只能是碳,而白色物質(zhì)可能是氧化鈉或碳酸鈉或二者的混合物,但不能是氫氧化鈉,因?yàn)榉磻?yīng)物中沒有氫元素.氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉,所以其水溶液呈堿性,碳酸鈉溶液也呈堿性,鑒別它們時(shí)不能只用酚酞,要鑒別碳酸根離子,
故答案為:碳; ①反應(yīng)物中沒有氫元素;②碳酸鈉; B;乙;  
③碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液都呈堿性,故用酚酞不能鑒別,金屬鈉與水反應(yīng)放出氫氣,也能和二氧化碳反應(yīng),故金屬鈉著火時(shí)不能有水和二氧化碳滅火器,最好是用黃沙掩埋.
答案為:碳酸鈉溶液也是堿性的,用黃沙掩埋;
【拓展應(yīng)用】(1)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉溶液100g,需要?dú)溲趸c固體的質(zhì)量為100g×20%=20g,水的質(zhì)量為:100g-20g=80g,體積為80ml;配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的步驟:計(jì)算、稱量(量取)、溶解、裝瓶存放,故順序?yàn)椋孩冖堍佗;需要用到的儀器有:燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、托盤天平,
故答案為:20;80;②④①③;玻璃棒;
(2)①由圖示可知,當(dāng)?shù)渭欲}酸到圖象中a點(diǎn)時(shí),pH<7,說明鹽酸的量過量,溶液呈現(xiàn)酸性;當(dāng)?shù)渭欲}酸到圖象中b點(diǎn)時(shí),pH>7,說明鹽酸的量不足,溶液呈現(xiàn)堿性,部分氫氧化鈉參加反應(yīng)生成了氯化鈉,還有剩余的氫氧化鈉,所以溶液中的溶質(zhì)是:NaCl、NaOH;
故答案為:酸;NaCl、NaOH;
②設(shè):此鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x
NaOH+HCl=NaCl+H2O
40    36.5
20g×20%  25g×x 
$\frac{40}{20g×20%}$=$\frac{36.5}{25g×x}$
x=14.6%
答:此待測鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%;
(3)鹽酸具有揮發(fā)性,是導(dǎo)致鹽酸溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少的原因;
故答案為:鹽酸具有揮發(fā)性.
故答案為:
【問題討論】
(1)防止鈉與氧氣反應(yīng)變質(zhì),
(2)2Na+2H2O═2NaOH+H2↑;
2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑;   4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+O2
(3)碳(或C)
①反應(yīng)物中沒有氫元素;      ②碳酸鈉(或Na2CO3);   B;  乙;
③碳酸鈉溶液也是堿性的;      用黃沙掩埋
【拓展應(yīng)用】(1)20;  80;   ②④①③;  玻璃棒
(2)①酸性;   NaOH、NaCl    此待測鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%
(3)鹽酸具有揮發(fā).

點(diǎn)評 本考點(diǎn)屬于信息給與題,在主要考查了金屬鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),以及氧氣、水和二氧化碳與鈉反應(yīng)的有關(guān)性質(zhì)和反應(yīng)的類型.還考查了質(zhì)量守恒定律中,元素的種類反應(yīng)前后不變,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行探究,能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲望,綜合性比較強(qiáng).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.水是生命之源,請回答下列問題.
(1)如圖1為電解水的裝置.A試管中的氣體是氫氣,A試管中氣體與B試管中氣體的質(zhì)量比為1:8,由實(shí)驗(yàn)得出,水是由氫元素和氧元素組成的.
(2)本市某水廠用原水(未經(jīng)處理的水)生產(chǎn)自來水的凈化步驟如圖2表示:
①可以將大顆粒懸浮物雜質(zhì)從水中除去的步驟是C(填標(biāo)號).
②向水中加入活性炭(填寫物質(zhì)名稱)吸附除去其中的異味.
③該廠生產(chǎn)的自來水是混合物(填“純凈物”或“混合物”).
(3)自然界的水因含有多種雜質(zhì)而不能直接飲用.需要經(jīng)過自來水廠處理后才能飲用.目前很多自來水廠用氯氣進(jìn)行消毒.消毒過程中常會發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)的微觀過程可用如圖表示:
若D的化學(xué)式為HClO,寫出圖甲所示反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl2+H2O═HCl+HClO.
(4)小軍將新制的氯氣通入紫色石蕊試液中,驚奇地發(fā)現(xiàn)試液先變紅,接著就褪色了.他查閱資料得知新制的氯水具有漂白性.為探究溶液褪色的原因,他設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn):
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】用紫色石蕊試液浸泡幾朵小紙花,并晾干;加熱少量新制的氯水,冷卻后灌入噴壺.
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】①實(shí)驗(yàn)Ⅰ:紫花變紅; ②實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ:紫花不變色
③實(shí)驗(yàn)Ⅳ:紫花先變紅后褪色          ④實(shí)驗(yàn)Ⅴ:紫花變紅,不褪色
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】新制氯水中具有漂白性的物質(zhì)是HClO(寫化學(xué)式).

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.下列物質(zhì)中含有自由移動的Cl-的是( 。
A.KClO3溶液B.MgCl2溶液C.液態(tài)HClD.NaCl晶體

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示的曲線圖與實(shí)驗(yàn)事實(shí)一致的是(  )
A.
如圖是向一定量的飽和石灰水中不斷加入生石灰
B.
如圖是向盛有一定量濃硫酸的燒杯中加入水
C.
如圖是向一定量的氫氧化鈉溶液中不斷通入CO2
D.
如圖是向一定量的實(shí)驗(yàn)室制取CO2后殘留的酸性廢水中加入過量Na2CO3溶液

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.A~G為初中化學(xué)常見的物質(zhì).A、C、D、Y都是氧化物,B、E、G屬于單質(zhì),E為紅色固體,F(xiàn)為淺綠色的液體,如圖是它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系.請回答:

(1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式:D:CO或Fe2O3
(2)X溶液中所含有的溶質(zhì)為CuCl2和HCl.
(3)反應(yīng)③中生成無色氣體的化學(xué)方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑.
(4)D與Y的反應(yīng)在煉鐵方面有重要作用.

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.下列實(shí)驗(yàn)操作的原因:
(1)用酒精燈給物質(zhì)加熱時(shí),要用酒精燈火焰的外焰;
(2)點(diǎn)燃可燃性氣體時(shí),都要先驗(yàn)純,再點(diǎn)燃;
(3)用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)在試管口堵一團(tuán)棉花.

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列屬于化學(xué)變化的是( 。
A.冰雪融化B.紙張燃燒C.車胎爆炸D.瓷碗破碎

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:填空題

18.保護(hù)空氣,提倡“低碳”,減少溫室效應(yīng),是我們必須關(guān)注的問題.科學(xué)家正在研究如圖所示的二氧化碳新的循環(huán)體系.

(1)寫出電解水的化學(xué)方程式2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H2↑+O2↑.
(2)已知甲醇CH3OH,甲醇中各元素的質(zhì)量比為3:1:4.
(3)從圖中分析得出的下列結(jié)論中,錯(cuò)誤的是B(填字母序號,下同)
A.二氧化碳也是一種重要的資源      B.利用降溫、加壓將二氧化碳分離是化學(xué)變化
C.二氧化碳與氫氣在復(fù)合催化劑下反應(yīng)產(chǎn)物是混合物
D.液化石油氣、汽油、甲醇等物質(zhì)燃燒都有二氧化碳產(chǎn)生
(4)“綠色化學(xué)”的特點(diǎn)之一是“零排放”.一定條件下,一氧化碳和氫氣可以按照不同比例反應(yīng),若只生成一種產(chǎn)物就能實(shí)現(xiàn)“零排放”,符合這一要求的產(chǎn)物是A、B.
A.甲醛(CH2O)          B.甲醇(CH4O)       C.乙醇(C2H6O)    D.乙醛(C2H4O)

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.區(qū)分日常生活中的下列各組物質(zhì),所用的兩種方法都正確的是( 。
選項(xiàng)需要區(qū)分的物質(zhì)所加試劑或操作方法
A木炭粉和二氧化錳①分別點(diǎn)燃  ②與氧化銅混合,加熱
B食鹽和白糖①嘗味道  ②分別溶于水
C軟水和硬水①分別加適量肥皂水振蕩  ②觀察顏色
D氮?dú)夂脱鯕?/TD>①用燃著的木條  ②聞氣味
A.AB.BC.CD.D

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同步練習(xí)冊答案