某化學(xué)興趣小組設(shè)計實驗,探究鈉分別與無水乙醇、冰醋酸反應(yīng)的反應(yīng)速率。
經(jīng)查閱資料:
物質(zhì) |
鈉 |
無水乙醇 |
冰醋酸 |
密度(g/cm3) |
0.968 |
0.789 |
1.05 |
羥基氫活性大小 |
|
無水乙醇<冰醋酸 |
(1)根據(jù)上述資料,該小組同學(xué)預(yù)測:反應(yīng)速率更快的是鈉與
乙酸
乙酸
(填“無水乙醇”或“冰醋酸”)的反應(yīng)。
(2)設(shè)計實驗進(jìn)行驗證。
①根據(jù)信息,完成表格:
實驗序號 |
鈉塊(形狀大小幾乎一樣) |
兩個相同的燒杯(反應(yīng)液體50mL) |
實驗現(xiàn)象 |
鈉塊完全反應(yīng)完所需時間 |
實驗結(jié)論 |
Ⅰ |
0.15g |
無水乙醇 |
鈉 沉在燒杯底部 沉在燒杯底部 ,產(chǎn)生氣泡較快 |
1285s |
鈉與無水乙醇反應(yīng)的反應(yīng)速率比鈉與冰醋酸反應(yīng)的速率快得多 |
Ⅱ |
0.15g |
冰醋酸 |
鈉 浮在液體表面 浮在液體表面 ,產(chǎn)生氣泡較慢 |
3625s |
②通過上述實驗,該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果是鈉與無水乙醇反應(yīng)時,鈉塊完全反應(yīng)需要的時間更短。對此,同學(xué)們對實驗現(xiàn)象進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)上述實驗設(shè)計存在缺陷,該缺陷是
兩燒杯中鈉與液體的接觸面積不同
兩燒杯中鈉與液體的接觸面積不同
。
③請你幫助該小組同學(xué)設(shè)計新的實驗方案,對上述實驗進(jìn)行改進(jìn)
用銅絲網(wǎng)將鈉塊包住再投入燒杯
用銅絲網(wǎng)將鈉塊包住再投入燒杯
。
(3)實驗結(jié)束后,有同學(xué)進(jìn)一步查閱資料發(fā)現(xiàn),鈉與水反應(yīng)的反應(yīng)速率影響因素機(jī)理過程如下:
Ⅰ.金屬失電子的過程:Na-e
-=Na
+Ⅱ.金屬離子擴(kuò)散到溶液中的過程:Na
+→Na
+(aq)
Ⅲ.活性氫(鈉與水反應(yīng)時為水中的H
+)得電子的過程:2H
++2e
-=H
2Ⅳ.H
2分子逸出的過程:H
2(吸附)→H
2(g)
①對照鈉與水反應(yīng)的反應(yīng)速率影響因素,該同學(xué)提出猜想:鈉與無水乙醇或冰醋酸反應(yīng)的速率主要由第Ⅱ個過程決定,即由生成的乙酸鈉(或乙醇鈉)在冰醋酸(或無水乙醇)中的
溶解速率
溶解速率
決定。
②請設(shè)計實驗,幫助該同學(xué)驗證上述猜想:將50mL冰醋酸和50mL無水乙醇分別加入兩個相同的燒杯中,
再向無水乙酸中加入1g乙酸鈉,無水乙醇中加入1g乙醇鈉,觀察兩者的溶解速率,并記錄固體完全溶解的時間
再向無水乙酸中加入1g乙酸鈉,無水乙醇中加入1g乙醇鈉,觀察兩者的溶解速率,并記錄固體完全溶解的時間
。