Question

小明在学习金属活动性顺序时，对阅读资料上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇．为什么用“一般”这个词呢？难道还有例外吗？
[查阅资料]
①在实验室中，金属钠保存在煤油中．钠的化学性质活泼，常温下与氧气反应，也可以与水反应并放出氢气．
②含有铜元素的碱及盐的水溶液一般显蓝色．
[实验与分析]
1用镊子从煤油中取出金属钠，放在滤纸上，用小刀切下一小块，投入蒸馏水中（如图），发现钠立刻熔化成银白色小球，在水面上游动；在反应后的溶液中滴入酚酞，溶液变成红色．
②若向硫酸铜水溶液中，投入一小块钠，会有蓝色沉淀[Cu（OH）₂]产生，但没有红色物质析出．
（1）金属钠保存在煤油中的原因是______．
（2）从实验①中，你能得出金属钠的物理性质有（任写两条）______，______．
（3）写出钠与水反应的化学方程式______．
（4）将金属钠放到硫酸铜溶液中有蓝色沉淀产生的原因是：______．
[得出结论]
活动性较强的金属不一定都能够将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来．
[知识拓展]
（5）查阅资料可知：在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属Cu，在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应，但可以与无色硝酸溶液反应，其化学方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．反应生成的NO₂是红棕色、有刺激性气味的有毒气体．可用如图所示装置进行实验，请回答：
①打开弹簧夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的气体，浓硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到硝酸与铜片接触，停止抽拉注射器，关闭弹簧夹，观察干燥管内的现象是______；
②上述实验完成后，须用足量NaOH溶液将气体吸收，其目的是______．

Answer 1

解：（1）根据题干提供的信息，钠的化学性质活泼，常温下与氧气反应，也可以与水反应并放出氢气，所以钠在存放时应隔绝氧气和水，故本题答案为：常温下与氧气反应，也可以与水反应；
（2）用小刀切下一小块，说明钠比较软；投入蒸馏水中，发现钠立刻熔化成银白色小球，说明钠的熔点低且颜色为银白色；在水面上游动说明钠的密度比水小；所以本题答案为：软，熔点低，银白色，密度比水小（任写两条）；
（3）在反应后的溶液中滴入酚酞，溶液变成红色，说明反应后生成碱性物质，根据质量守恒定律可推之为NaOH，所以本题答案为：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
（4）将钠放入硫酸铜溶液中会发生两个反应，首先是钠与水反应生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀，度本题答案为：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
（5）铜虽然不能置换出酸中的氢，但是可与强氧化性性酸浓硫酸或硝酸反应，所以当用注射器慢慢抽取干燥管内的气体，浓硝酸沿着干燥管慢慢上升，硝酸与铜片接触，与无色硝酸溶液反应，Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，反应生成的NO₂是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，所以干燥管内气体颜色有变化，由于二氧化氮有毒，需要除去，二氧化氮属于酸性气体，故可用氢氧化钠溶液吸收，所以本题答案为：①由无色变为红棕色；②除去有毒的NO₂，防止造成污染．
分析：在金属活动性顺序中，位于前面的金属可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，这条规律并不是对所有的金属都适用，钾、钙、钠三种金属例外，因为这三种金属的活动性强，可以与水发生化学反应．位于氢后面的金属不能置换出酸中氢，并不意味着与酸不发生化学反应．
点评：本题通过实验事实考查了金属活动性顺序中金属化学性质的特性，这也提醒同学们在学习化学的时候不可死记化学反应的规律，还应注意特例．