Question

2．同学们在学习金属与盐溶液的反应时，老师强调：“金属K、Ca、Na必须除外．”化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣，并在老师的指导下，进行如下探究：
【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中，结果会怎样？
【查找资料】（1）少量钠通常保存在煤油中；
（2）钠是银白色的软金属，可用小刀切割，熔点97.81℃，沸点882.9℃，密度为0.97g/cm³
（3）钠是一种很活泼的金属，遇水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气．
【做出猜想】猜想Ⅰ：放出气体，生成蓝色沉淀，能置换出铜；
          猜想Ⅱ：放出气体，生成蓝色沉淀，不能置换出铜．
【实验探究】

实验操作	实验现象
①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液，倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠，用滤纸吸干表面煤油，再切取绿豆大小的一块，投入溶液中	钠浮在液面上，熔化成闪亮小球，钠球游动，发出“嘶嘶”的声响，析出蓝色沉淀

【现象分析】（1）钠熔成小球是因为钠与水发生剧烈反应，反应放出的热量使钠熔化成小球．
（2）钠球游动，发出“嘶嘶”声响说明有气体产生．
（3）析出蓝色沉淀是因为2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄（用化学方程式表示）
【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖，于是他们进一步探究：

实验操作	实验现象	结论
取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸	沉淀全部溶解，溶液变蓝色	说明沉淀中不含红色的铜

【实验结论】在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na必须除外）能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来．K、Ca、Na必须除外是因为K、Ca、Na盐溶液的反应先是和里面的水的反应生成碱和氢气．

Answer 1

分析 （1）根据钠是一种非常活泼的金属，它能浮在水面上，与水面发生剧烈反应，反应放出的热量使钠熔化成小球，甚至会使钠和生成的氢气都发生燃烧解答；
（2）金属钠和盐溶液的反应先是和里面的水的反应生成氢氧化钠和氢气，然后看氢氧化钠和盐之间是否会发生复分解反应．
（3）为了证明蓝色沉淀中不含红色的铜，我们可以取蓝色沉淀于试管中，加入足量的稀硫酸后充分振荡，看沉淀是否完全溶解，因为铜和稀硫酸不反应．
【实验结论】根据K、Ca、Na盐溶液的反应先是和里面的水的反应生成碱和氢气解答．

解答 解：
（1）钠与水发生剧烈反应，反应放出的热量使钠熔化成小球；
（2）金属钠和硫酸铜溶液的反应先是和里面的水的反应，生成氢氧化钠和氢气，然后是氢氧化钠和硫酸铜之间的复分解反应，即2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
（3）取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸，沉淀全部溶解，溶液变蓝色，说明沉淀中不含红色的铜；
【实验结论】在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na必须除外）能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来．K、Ca、Na必须除外是因为K、Ca、Na盐溶液的反应先是和里面的水的反应生成碱和氢气．
故答案为：
（1）钠与水发生剧烈反应，反应放出的热量使钠熔化成小球；
（2）2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄．
（3）

实验操作	实验现象	结论
取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸	沉淀全部溶解，溶液变蓝色	说明沉淀中不含红色的铜

【实验结论】K、Ca、Na盐溶液的反应先是和里面的水的反应生成碱和氢气．

点评 本考点既考查了金属的活动性顺序、实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．