某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。表面有CuO-|||-铜丝-|||-煤油-|||-水和3-|||-酚酞 钠根据反应中观察到的现象，回答下列问题：(1)金属钠的变化现象________。(2)U形管中溶液的颜色_____，说明有__________生成。(3)铜丝的变化现象____________，说明有________生成；若去掉后面的装置，简述检验气体的方法____(4)若a g钠与b mL水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是_______。

考查要点：本题综合考查钠与水反应的实验现象及产物分析，涉及金属钠的物理性质、化学反应现象、气体检验方法及溶液质量分数的计算。

解题核心思路：

1. 现象分析：根据钠与水反应的剧烈程度及产物性质，判断钠块形态变化、溶液颜色变化及铜丝颜色变化。
2. 产物推断：通过酚酞变色判断碱性物质（NaOH）生成，通过铜丝还原现象判断H₂存在。
3. 气体检验：利用H₂的可燃性设计检验方法。
4. 质量分数计算：结合钠的物质的量计算生成物质量，注意水是否过量及气体逸出对溶液质量的影响。

破题关键点：

• 钠的密度比煤油大，沉入煤油底部。
• 钠与水反应剧烈，产生气体使钠块跳动。
• 酚酞变红直接反映NaOH生成。
• CuO被H₂还原体现气体还原性。
• 质量守恒计算时需扣除逸出的H₂质量。

第（1）题

钠块与水接触后剧烈反应，产生H₂气体。气体使钠块上下跳动，反应消耗水导致钠块逐渐变小。

第（2）题

反应生成的NaOH使酚酞指示剂由无色变为红色，说明溶液呈碱性。

第（3）题

1. 铜丝变化：H₂与CuO反应生成Cu，固体由黑色变红色。
2. 气体检验：将气体导出在玻璃管口点燃，若出现淡蓝色火焰，证明是H₂。

第（4）题

计算溶质质量

钠完全反应生成NaOH：
$n(\text{Na}) = \frac{a}{23} \, \text{mol}, \quad m(\text{NaOH}) = \frac{40a}{23} \, \text{g}$

计算溶液总质量

总质量 = 钠质量 + 水质量 - 逸出H₂质量：
$m_{\text{溶液}} = a + b - \frac{2a}{23}$

质量分数公式

$\text{质量分数} = \frac{\frac{40a}{23}}{a + b - \frac{2a}{23}} \times 100\% = \frac{40a}{22a + 23b} \times 100\%$