Question

【题目】课堂上老师分析金属与盐溶液反应时指出，生此反应的条件是：金属要比盐中金属活泼但要除去钾、钙、钠。泽元同学很好奇，他想探究金属钠与硫酸铜溶液反应生成什么物质？

（进行实验一）取绿豆大的一小粒钠放入盛有饱和CuSO4 溶液的锥形瓶中

（实验现象）剧烈反应，产生大量气泡，出现蓝色絮状沉淀，一会儿部分变黑色。

（1）探究生成的气体是什么？

将锥形瓶塞上单孔塞，导管通入肥皂水中，有肥皂泡飘到空中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声。说明生成的气体是_____。

（2）探究沉淀的成分是什么？

（查阅资料）难溶性碱通常遇热时会分解为对应的金属氧化物和水。

（猜想与假设）剩余物质为有Cu(OH)2 和_____，可能有Cu。

（验证猜想）

实验步骤	实验现象	结论
将反应后物质过滤，在滤出的沉淀中加入足量的试剂X，X 的化学式为______	_____	此反应无Cu 生成

（实验结论）钠加入硫酸铜溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜，写出生成蓝色沉淀的化学方程式_____。

（反思与交流）出现黑色固体可能的原因是_____。

（进行实验二）泽元同学将饱和 CuSO4 溶液滴加在一小块钠上至钠完全反应，观察到表面有灰黑色固体，周围有大量蓝色糊状物。同学们加入试剂X 将黑色和蓝色固体除去，看到有金属光泽的红色铜。与实验一对比，从实验原理角度分析实验二中得到红色铜的原因可能是_____。

（3）其他金属与盐反应，是否也有此现象呢？同学们又做了以下实验：取大小形状都相同的不同金属与不同浓度硫酸铜溶液反应的现象记录如下：

	Na	Mg	Al	Fe
1%	钠浮在液面上熔成小球，四处游动， 发出嘶嘶响声，钠颗粒逐渐消失，有蓝色沉淀生成	红色固体生成，镁条逐渐变小，有气泡产生，有蓝色沉淀生成	红色固体生成，间接性产生极少量气泡	红色固体生成，无气泡产生
3%	有时轻微爆炸，其他现象同上	有大量气泡产 生，其他现象同上	红色固体生成且固体体积逐渐变大，产生少量气泡	红色固体生成，其体积变化不明显，产生少量气泡产生
10%	轻微爆炸，其他现象同上	有气泡产生，其他现象同上	铝片由银白变成红色，产生少量气泡	红色固体生成，缓慢产生极少量气泡产生

请根据上表中信息，猜想金属与盐产生气体的影响因素有哪些？（写出两点，合理即可）：

①________________________；

②__________________________________。

Answer 1

【答案】氢气 氧化铜 H2SO4 固体全部溶解，溶液变成蓝色 2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4 钠和水反应放出大量的热，氢氧化铜受热分解生成氧化铜 实验二中水较少，钠和硫酸铜发生置换反应生成铜 金属的活动性 盐溶液的浓度

【解析】

（1）将产生的气体用导管通入肥皂水中，将燃着的木条靠近飘起的肥皂泡，有爆鸣声，说明生成的气体是氢气，点燃该气体前一定要先检验纯度；故填：氢气；

[猜想与假设]氢氧化铜沉淀受热会分解生成氧化铜和水，所以沉淀中有Cu（OH）2和氧化铜，可能还有Cu；故填：氧化铜；

[验证猜想]

氧化铜、氢氧化铜会与稀硫酸反应生成硫酸铜，铜不会与稀硫酸反应，所以：

实验步骤	实验现象	结论
将反应后物质过滤，在滤出的沉淀中加入足量的稀硫酸	固体全部溶解，溶液变成蓝色	沉淀中没有Cu

故填：H2SO4；固体全部溶解，溶液变成蓝色；

[实验结论]钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；故填：2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4；

[反思与交流]氢氧化铜受热分解为相应的金属氧化物和水，所以出现黑色物质的可能原因是：钠和水反应放出大量的热，氢氧化铜受热分解生成的氧化铜。故填：钠和水反应放出大量的热，氢氧化铜受热分解生成氧化铜；

[进行实验二]当水较少时，钠容易和硫酸铜发生置换反应，则与实验一对比，实验二中得到红色铜的原因是实验二中水较少，利于钠和硫酸铜反应。故填：实验二中水较少，钠和硫酸铜发生置换反应生成铜；

（3）根据表格提供的数据可以看出，金属的活动性以及盐溶液的浓度都会影响金属与盐产生气体，故填：金属的活动性；盐溶液的浓度。