Question

某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出三个可以生成H₂的反应：①Zn+盐酸；②Na+水；③Al+NaOH溶液．为点燃上述三个反应生成的H₂，他们设计了如图所示的装置图：
请回答下列问题：
（1）在点燃H₂之前必须先进行

 

．
（2）实验小组在点燃用上述装置制得的H₂时，①③实验获得成功，②却失败了．
他们分析认为失败的原因是Na与H₂O的反应速率太快，Na的用量又太少．于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是

 

．
（3）实验小组查阅钠、苯（一种不溶于水的液态有机物）、水的密度分别为0.97g/mL、0.88g/mL、1.00g/mL，并据此对实验进行了改进．
在改进后的实验中H₂的生成速率

 

．（填减慢或加快）
（4）2.3g钠投入20mL水中完全反应所得溶液的物质的量浓度是

 

．（不计溶液体积的变化）

Answer 1

分析：（1）可燃性气体与空气混合可能发生爆炸；
（2）大块的钠与水反应剧烈，放出大量的热；
（3）钠的密度比煤油大，比水小；
（5）钠与水发生反应2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，根据n=

m

M

计算金属Na的物质的量，由方程式计算n（NaOH），再根据c=

n

V

计算形成的氢氧化钠溶液的浓度．

解答：解：（1）可燃性气体与空气混合可能发生爆炸，点燃前需要先验纯，故答案为：验纯；
（2）大块的钠与水反应剧烈，放出大量的热，可能使试管内H₂和O₂的混合气点燃而爆炸，
故答案为：大块的钠与水反应剧烈，放出大量的热，可能使试管内H₂和O₂的混合气点燃而爆炸；
（3）钠处于苯和水的交界处，钠与水反应产生的H₂使钠浮起，脱离水面，反应停止；
当钠表面的H₂逸出，钠又回落水层，如此反复，减小了Na与H₂O的反应速率，
故答案为：减慢；
（4）2.3g金属钠的物质的量为

2，3g

23g/mol

=0.1mol，
令生成的氢氧化钠的物质的量为y，则：
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
 2         2
0.1mol     y
所以2：2=0.1mol：y，解得y=0.1mol
故所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为

0.1mol

0.02L

=5mol/L，
故答案为：5mol/L．

点评：本题考查常见气体制备原理及装置选择，及物质的量浓度计算，题目难度不大，注意钠与水反应时，取用的钠块不能太大．注意（3）要考虑题给密度的关系，确定钠在反应体系中的位置关系．