钠与酸的反应实验的探究_dianshiyouyong的空间_百度空间
有关钠与酸的反应的实质,大多数的参考书中都主张钠先与酸电离的H+反应,过量的钠再与水反应,原因是酸中H+的浓度大于水中H+的浓度,。但在做实验时发现把Na投入滴有酚酞的稀HCl溶液中,在钠运动过的轨迹上出现红色,振荡后褪去,说明Na在反应过程中有OH-生成,即Na不是xx先与酸电离的H+反应。这与书上所说的矛盾,于是我们决定成立研究小组,研究Na先与水电离的H+还是先与酸电离的H+反应。通过实验观察到了以下现象: 钠与酸反应的研究实验记录表 反应金属 酸的种类 酸的浓度 反应速率 主要反应现象 钠 硫酸 0.1 mol/L 较快 在钠球运动的轨迹上出现红色,随后红色变浅,搅拌后褪色。 1 mol/L 快 在钠球运动的轨迹上未出现红色。 98% 剧烈反应 加入酚酞,溶液呈棕黄色,加入钠后出现火焰,有大量无色刺激性气体生成。 盐酸 0.1 mol/L 反应较慢 在钠球运动的轨迹出现红色,搅拌后褪色。 1 mol/L 较快 在钠球运动的轨迹上未出现红色。 36.6% 更快 加入酚酞,溶液未变色,加入钠生成有刺激性气味的白雾 硝酸 0.1 mol/L 较慢 在钠运动过的轨迹上出现红色,搅拌后颜色消失。 1 mol/L 较快 在钠球运动的轨迹上未出现红色。 69% 十分剧烈 加入酚酞,溶液变黄,加入钠后,有红棕色气体生成 磷酸 0.1 mol/L 较慢 在钠运动的轨迹上有淡红色出现 1 mol/L 较慢 在钠球运动的轨迹上未出现红色。 85% 很慢 钠表面缓慢有气泡冒出。 注:①操作时先加酸溶液,再加酚酞试剂,{zh1}加钠块。 ②钠反应的共同反应现象不再叙述. 从现象中我们得出的结论如下: 一、在钠与的上述酸反应中,均能使滴有酚酞的稀酸变红,但红色是沿着钠与溶液反应的轨道而出现的,由此可以断定钠与稀酸反应时有OH-生成,另外,红色是在钠与溶液反应过的轨迹里先变红,再逐渐减淡,至振荡后红色消失,由此可以证明钠并非开始就生成OH-而是与周围酸电离的H+先反应,待xx后,才与H2O电离的H+反应,OH-生成,溶液变红,而此时各处的H+又向OH-密集处涌来中和使红色减淡,待振荡后OH-被xx中和,红色消失。 二、钠与1 mo/L的上述酸反应比0.1 mol/L激烈,但不能使滴有酚酞的酸变红,这说明钠在酸中其周围的H+已是够多来与钠反应,故没有OH-生成。与H2SO4反应亦比与HCl,HNO3的激烈。 三、钠与36%浓HCl较前面都激烈,并无红色出现;与68%的浓HNO3反应时,反应激烈,有红棕色气体生成,此气体为NO2,则与钠发生氧化还原反应的为N(V)。说明浓HNO3中N(V)氧化性大于H+;在98%H2SO4中滴入酚酞,溶液变为棕黄色,说明浓H2SO4具有氧化性,将酚酞氧化,当加入钠后,先急剧反应,随后出现火焰,并有刺激性气味气体──SO2生成,可知,H2SO4中参加氧化还原反应的是S(VI);当钠投入85%的浓H3PO4时,钠反应十分缓慢,且在一处不漂移,用滴管加入少量水时,才间或发生剧烈反应,这是因为浓H3PO4为油状且氧化性弱,使钠只在一处作缓慢反应,当加入少量水后,有水处H+增多,钠接触到便发生剧烈反应。 后来我们又在化学教科书第二册第130页中看到乙醇能与钠反应生成乙醇钠(CH3CH2ONa)和H2,说明Na不仅能与离子反应,而且能与分子反应,那么钠能否与水分子反应呢?于是我们又设计以用NaOH溶液与钠的反应,通过实验,观察到下列现象: pH 反应现象 NaOH 14 剧烈反应 NaOH稀 10 剧烈反应 由于NaOH浓溶液中,H+离子浓度较小,反应如此剧烈,说明钠能与水分子反应。 那么钠是否时刻与水分子反应呢?我们再次来到实验室,定性地做了一个实验,先取一块厚度均匀的钠块,用细的空心玻璃棒往钠上戳几个洞,然后用细丝将其逐个捅入预先准备的溶液中,测量反应时间,这样能保证每个钠块大小相同,具体情况如下: 溶液 H2O 0.1 mol/L HCl 0.1 mol/L NaOH 反应时间 46秒 45秒 45秒 这说明钠在酸溶液中,与水分子也反应,因为三者溶液氢离子浓度分别相差106倍,如果钠只与氢离子反应,不可能出现反应时间几乎相同的情况。 通过研究和实验,我们得到下列结论:钠与酸溶液反应并不像书上所说得那么简单,我们认为在钠的周围钠和氢离子与水分子同时反应,当氢离子浓度减小到一定程度,过量的钠才与水分子和水电离的氢离子反应。


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