Question

小明在學習金屬活動性順序時，對閱讀資料上“活動性較強的金屬一般可以將位于其后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”這句話產生了好奇．為什么用“一般”這個詞呢？難道還有例外嗎？
[查閱資料]
①在實驗室中，金屬鈉保存在煤油中．鈉的化學性質活潑，常溫下與氧氣反應，也可以與水反應并放出氫氣．
②含有銅元素的堿及鹽的水溶液一般顯藍色．
[實驗與分析]
1用鑷子從煤油中取出金屬鈉，放在濾紙上，用小刀切下一小塊，投入蒸餾水中（如圖），發現鈉立刻熔化成銀白色小球，在水面上游動；在反應后的溶液中滴入酚酞，溶液變成紅色．
②若向硫酸銅水溶液中，投入一小塊鈉，會有藍色沉淀[Cu（OH）₂]產生，但沒有紅色物質析出．
（1）金屬鈉保存在煤油中的原因是______．
（2）從實驗①中，你能得出金屬鈉的物理性質有（任寫兩條）______，______．
（3）寫出鈉與水反應的化學方程式______．
（4）將金屬鈉放到硫酸銅溶液中有藍色沉淀產生的原因是：______．
[得出結論]
活動性較強的金屬不一定都能夠將位于其后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來．
[知識拓展]
（5）查閱資料可知：在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬Cu，在常溫下雖然不能與稀鹽酸、稀硫酸反應，但可以與無色硝酸溶液反應，其化學方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．反應生成的NO₂是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體．可用如圖所示裝置進行實驗，請回答：
①打開彈簧夾，用注射器慢慢抽取干燥管內的氣體，濃硝酸沿著干燥管慢慢上升，直到硝酸與銅片接觸，停止抽拉注射器，關閉彈簧夾，觀察干燥管內的現象是______；
②上述實驗完成后，須用足量NaOH溶液將氣體吸收，其目的是______．

Answer 1

解：（1）根據題干提供的信息，鈉的化學性質活潑，常溫下與氧氣反應，也可以與水反應并放出氫氣，所以鈉在存放時應隔絕氧氣和水，故本題答案為：常溫下與氧氣反應，也可以與水反應；
（2）用小刀切下一小塊，說明鈉比較軟；投入蒸餾水中，發現鈉立刻熔化成銀白色小球，說明鈉的熔點低且顏色為銀白色；在水面上游動說明鈉的密度比水小；所以本題答案為：軟，熔點低，銀白色，密度比水小（任寫兩條）；
（3）在反應后的溶液中滴入酚酞，溶液變成紅色，說明反應后生成堿性物質，根據質量守恒定律可推之為NaOH，所以本題答案為：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
（4）將鈉放入硫酸銅溶液中會發生兩個反應，首先是鈉與水反應生成氫氧化鈉，生成的氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成藍色沉淀，度本題答案為：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
（5）銅雖然不能置換出酸中的氫，但是可與強氧化性性酸濃硫酸或硝酸反應，所以當用注射器慢慢抽取干燥管內的氣體，濃硝酸沿著干燥管慢慢上升，硝酸與銅片接觸，與無色硝酸溶液反應，Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，反應生成的NO₂是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，所以干燥管內氣體顏色有變化，由于二氧化氮有毒，需要除去，二氧化氮屬于酸性氣體，故可用氫氧化鈉溶液吸收，所以本題答案為：①由無色變為紅棕色；②除去有毒的NO₂，防止造成污染．
分析：在金屬活動性順序中，位于前面的金屬可以將位于其后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來，這條規律并不是對所有的金屬都適用，鉀、鈣、鈉三種金屬例外，因為這三種金屬的活動性強，可以與水發生化學反應．位于氫后面的金屬不能置換出酸中氫，并不意味著與酸不發生化學反應．
點評：本題通過實驗事實考查了金屬活動性順序中金屬化學性質的特性，這也提醒同學們在學習化學的時候不可死記化學反應的規律，還應注意特例．