Question

8．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．请回答下列问题：
（1）写出②、③反应的离子方程式：②2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑；③2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）在点燃H₂之前必须先进行的操作是检验H₂的纯度．
（3）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．
（4）实验小组查阅钠、苯、水的密度分别为0.97 g/mL、0.88 g/mL、1.00 g/mL，并据此对实验②进行了改进，如图所示．在改进后的实验中H₂的生成速率减慢．改进后的实验现象及产生原因为钠处于苯和水的交界处，钠与水反应产生的H₂使钠浮起，跳离水面，反应停止，当钠表面的H₂逸出，钠又回落水层，如此反复，钠间歇与水反应．

Answer 1

分析 （1）钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
（2）可燃性气体点燃前都必须验纯，否则容易发生爆炸；
（3）大块的钠与水反应剧烈，放出大量的热，容易产生危险事故；
（4）钠的密度比水的小，比苯的大，钠处于苯和水的交界处反应生成氢气，产生的H₂使钠浮起，H₂逸出，钠又回落水层．

解答 解：（1）钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，反应离子方程式为：2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（1）2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑　2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑
（2）在点燃H₂之前必须先进行检验H₂的纯度，以免发生爆炸，
故答案为：检验H₂的纯度；
（3）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；
（4）钠处于苯和水的交界处，钠与水反应产生的H₂使钠浮起，跳离水面，反应停止，当钠表面的H₂逸出，钠又回落水层，如此反复，钠间歇与水反应，
故答案为：钠处于苯和水的交界处，钠与水反应产生的H₂使钠浮起，跳离水面，反应停止，当钠表面的H₂逸出，钠又回落水层，如此反复，钠间歇与水反应．

点评 本题考查常见气体制备与性质实验、实验安全性问题，难度不大，注意渗透安全第一的意识．