Question

6．一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素，这是教科书上的一句话．小科对此进行了思考，并查阅资料，对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究．
【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应，反应方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
【提出猜想】猜想一：金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成．
猜想二：金属钠和硫酸铜溶液反应，生成的沉淀只有氢氧化铜．
【实验及现象】切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象如表所示

实验编号	钠块大小	硫酸铜溶液	实验中产生沉淀的现象
①	绿豆大小	稀溶液10ml	产生蓝绿色沉淀
②	绿豆大小	浓溶液10ml	产生蓝色絮状沉淀
③	豌豆大小	稀溶液10ml	产生蓝色絮状沉淀
④	豌豆大小	浓溶液10ml	产生蓝色絮状沉淀，并出现黑色固体

小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐．
【实验结论】（1）上述实验中均未观察到红色固体生成，由此判断猜想一错误．
（2）实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的，由此判断猜想二也错误．
【实验反思】
（1）实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀．
（2）由上述实验可知，导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度．
（3）为了用钠置换硫酸铜中的铜元素，小科设计了如下实验方案
方案一：把钠块和无水硫酸铜直接混合，在干燥的空气中加热．
方案二：把钠块和无水硫酸铜直接混合，隔绝空气加热．
请从两个方案中选出合理的方案，并说明理由．方案二；隔绝空气加热，能避免钠在空气中被氧化．

Answer 1

分析 【实验结论】（1）根据题意，猜想一猜想有铜生成，铜是红色金属，进行分析解答．
【实验反思】（1）由题意，钠常温下就能与水发生剧烈反应，生成氢氧化钠，氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，进行分析解答．
（2）由实验及现象，切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象，进行分析解答．
（3）根据钠的金属活动性很强，能与空气中的氧气反应，进行分析解答．

解答 解：【实验结论】（1）猜想一猜想有铜生成，铜是红色金属，由实验结论，猜想一错误，则上述实验中均未观察到红色固体生成．
（2）
【实验反思】（1）由题意，钠常温下就能与水发生剧烈反应，生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠．
（2）由实验及现象，切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象，则钠块大小相同，硫酸铜溶液浓度不同，产生的沉淀不同；钠块大小不同，硫酸铜溶液浓度相同，产生的沉淀不同；则导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度．
（3）钠的金属活动性很强，能与空气中的氧气反应，要避免钠在空气中被氧化，方案二隔绝空气加热，能避免钠在空气中被氧化，故方案二是合理的．
故答案为：【实验结论】（1）红；
【实验反思】（1）钠和水先反应生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀．
（2）钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度；
（3）方案二；隔绝空气加热，能避免钠在空气中被氧化．

点评 本题有一定难度，熟练掌握控制变量法的应用、金属的物理性质与化学性质、碱的化学性质等是正确解答本题的关键．