Question

某實驗小組對中學(xué)課本中可生成氫氣的反應(yīng)進(jìn)行研究，總結(jié)出三個可以生成H₂的反應(yīng)：①Zn+鹽酸；②Na+水；③Al+NaOH溶液．為點燃上述三個反應(yīng)生成的H₂，他們設(shè)計了如圖1所示裝置圖，請回答下列問題：

（1）寫出Na與H₂O反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）在點燃之前必須先進(jìn)行

 

，方法是

 

．
（3）實驗小組在點燃用上述裝置制得的H₂時，①③實驗獲得成功，②卻失敗了．他們分析認(rèn)為失敗的原因是Na與H₂O的反應(yīng)速率太快，Na的用量太少．于是他們準(zhǔn)備增加鈉的用量，可老師說太危險，你認(rèn)為產(chǎn)生危險的原因是

 

．
（4）實驗小組查閱鈉、苯、水的密度分別為0.97g/mL、0.88g/mL、1.00g/mL，并據(jù)此對實驗進(jìn)行了改進(jìn)如圖2所示．在改進(jìn)后的實驗中的生成速率減慢．原因是

 

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Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣；
（2）可燃性氣體與空氣混合可能發(fā)生爆炸；氫氣易燃燒，不純氫氣燃燒聽到爆鳴聲；
（3）大塊的鈉與水反應(yīng)劇烈，放出大量的熱；
（4）鈉的密度比煤油大，比水�。�

解答： 解：（1）鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，其離子方程式為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
（2）可燃性氣體與空氣混合可能發(fā)生爆炸，點燃前需要先驗純，檢驗方法為：用排水法收集一小試管氫氣，用拇指堵住，管口向下移近火焰，松開手指，聽到尖銳爆鳴聲說明不純，若聲音很小，證明純凈；
故答案為：驗純；用排水法收集一小試管氫氣，用拇指堵住，管口向下移近火焰，松開手指，聽到尖銳爆鳴聲說明不純，若聲音很小，證明純凈；
（3）大塊的鈉與水反應(yīng)劇烈，放出大量的熱，可能使試管內(nèi)H₂和O₂的混合氣點燃而爆炸，
故答案為：大塊的鈉與水反應(yīng)劇烈，放出大量的熱，可能使試管內(nèi)H₂和O₂的混合氣點燃而爆炸；
（4）鈉處于苯和水的交界處，鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的H₂使鈉浮起，脫離水面，反應(yīng)停止；
當(dāng)鈉表面的H₂逸出，鈉又回落水層，如此反復(fù)，減小了Na與H₂O的反應(yīng)速率，
故答案為：鈉處于苯和水的交界處，鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的H₂使鈉浮起，脫離水面，反應(yīng)停止；
當(dāng)鈉表面的H₂逸出，鈉又回落水層，如此反復(fù)，減小了Na與H₂O的反應(yīng)速率．

點評：本題考查常見氣體制備原理及裝置選擇，題目難度不大，注意鈉與水反應(yīng)時，取用的鈉塊不能太大．注意（4）要考慮題給密度的關(guān)系，確定鈉在反應(yīng)體系中的位置關(guān)系．