内容正文:
钠在乙醇中, 谁主沉浮?
发现问题
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有疑问吗?
发现问题
在刚才的实验视频中,你有什么新发现?
金属钠先沉于乙醇液体底部,反应一会儿后,又上浮。
提出猜想
钠在乙醇中, 谁主沉浮?
提出猜想:
猜想1:生成的乙醇钠的密度比钠的密度大,当乙醇钠的浓度达到一定值后,钠就会浮起来。
猜想2:生成的氢气附着在钠的表面,会增大钠受到的浮力,当生成氢气的速率达到一定值时,钠就会浮起来了。
猜想3:是前面两种因素共同作用的结果。
请大胆猜想,并提出验证方案
讨论2分钟
证据推理
有关探究
查资料:乙醇钠的密度为0.868g·cm-3 (数据来源于百度百科词条https://baike.baidu.com/item/乙醇钠/4345490?fr=ge_ala)。于是知,猜想1肯定不对。因为纯净的乙醇钠的密度也小于钠的密度。
反应生成的乙醇钠溶解在乙醇中,溶液的体积只有明显的缩小,溶液的密度才可能显著增大。那么,反应后溶液的体积将 ?
证据推理
请进行实验验证!
实验7-4(必修第二册第77-78面):
仪器:试管、镊子、玻璃片、滤纸、小刀、传感器及数字化设备
试剂:无水乙醇、金属钠
先用数字化传感器装置测试管中3.0mL无水乙醇的温度为 ℃(室温 ℃)。再加入钠,观察,发现钠经过 秒即上浮到乙醇的液面,记录此时乙醇溶液的温度为 ℃(此时溶液体积的变化情况是: ),温度最高可上升至 ℃。恢复到室温后,乙醇溶液的体积为 mL。
限时3分钟完成哦!
证据推理
有关探究
增补分组实验:
主要的实验仪器:试管、量筒(10mL)、温度计传感器、记时器(秒表)
主要的试剂:无水乙醇(≥99.7%,分析纯;密度:0.789-0.791g/cm-3 )、 金属钠(实验时切去表面的黄色物质)
证据推理
有关探究——分组实验
方案甲: 探究温度对反应速率的影响(第1、2小组完成该实验)
先水浴加热3.0mL无水乙醇至 ℃,再直接加入一小块钠,观察到钠经过 秒即上浮到乙醇的液面,记录此时乙醇溶液的温度为 ℃(此时溶液体积的变化情况是: ) , 在该水浴中反应混合物的温度最高可上升至 ℃。恢复到室温后,乙醇溶液的体积为 mL。
方案乙:探究接触面积对反应速率的影响(第3、4小组完成该实验)
取一小块钠,用小刀刀片把钠块用力压成薄片,再把钠片加入到盛有3.0mL无水乙醇(初始温度为 ℃,室温为 ℃)的试管中。观察记录钠上浮的时间为 秒,此时温度为 ℃(此时溶液体积的变化情况是: ),反应混合物的温度最高可上升至 ℃。恢复到室温后,乙醇溶液的体积为 mL。
方案丙:探究反应速率的测定方法(第5、6小组完成该实验)
如图1所示,取一小块钠,置于注射器活塞上后,再一起插入注射器筒,推活塞至接近顶部。用该注射器从小烧杯抽取约3.0mL的无水乙醇,竖直向上固定注射器,封闭上端,观察,记录:注射器活塞起始读数为 mL;大约经过 秒,钠块上浮到液面,此时注射器活塞读数为 mL;计时发现:大约每经过 秒可生成 mL的H2;故当生成H2的速率≥ mL·s-1时,钠块就会浮到乙醇溶液的液面。钠块反应完后,注射器活塞读数为 mL。
限时7分钟完成哦!
结果和讨论
对本实验的分析、讨论和结论:
钠在乙醇中反应时,钠块能够上浮到乙醇溶液液面的主要原因是:由于反应生成H2的速率越来越大,所受浮力也越来越大,达到一定值(室温为 ℃时,生成H2的速率应等于或大于 mL·s-1)时,钠块就会浮到乙醇溶液的液面。
课堂练习
1. (课后习题改编)下列说法中正确的是 ( )
A.乙醇分子中有—OH基团,所以乙醇溶于水后溶液显碱性
B.乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇溶于水后溶液显酸性
C.乙醇燃烧生成CO2和H2O,说明乙醇分子中含有C、H、O三种元素
D.金属钠与乙醇的反应速率,可以表示为v(H2)=a mL/s(a>0)
2.(课后习题改编)62g某无色液体与足量钠完全反应,得到22.4L氢气(标准状况),
该物质可能是