Question

4．學(xué)習(xí)了CO₂的有關(guān)知識后，同學(xué)們查閱資料發(fā)現(xiàn)Mg能在CO₂中燃燒：2Mg+CO₂═2MgO+C，所以鎂著火不能來CO₂來滅火，但沒有找到有關(guān)Na能否與CO₂反應(yīng)的介紹．于是同學(xué)們展開了鈉著火能否用CO₂來滅火的探究．
【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應(yīng)，可能的化學(xué)方程式為4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【實驗】將燃著的鈉伸入裝有CO₂的集氣瓶中，鈉能在集氣瓶中繼續(xù)燃燒．
進一步【查閱資料】得知：
①Na₂O是白色固體，能與CO₂反應(yīng)生成Na₂CO₃，也能與H₂O反應(yīng)生成NaOH．
②Ba（OH）₂溶于水而BaCO₃不溶于水．
③Na₂CO₃的存在會干擾NaOH的檢測．
基于以上資料，同學(xué)們認為鈉在CO₂中燃燒的產(chǎn)物情況有所不同，并對產(chǎn)物提出了以下幾種猜想：
Ⅰ．Na₂O、C；ⅡNa₂CO₃、C；Ⅲ．NaOH、C；Ⅳ．Na₂O、Na₂CO₃、C
通過理論分析，猜想Ⅲ（填序號）肯定錯誤的，理由是NaOH中有氫元素而反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知Ⅲ錯誤
【驗證猜想】

步驟	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	結(jié)論（燃燒產(chǎn)物判斷）
（1）	將產(chǎn)物溶于適量水中	部分溶解，試管底部有黑色固體	燃燒產(chǎn)物中肯定有C
（2）	取少量（1）所得上層溶液，加入過量的BaCl2溶液	有白色沉淀生成	燃燒產(chǎn)物中肯定有Na2CO3
（3）	取少量（2）所得上層清液，加入CuSO4（或CuCl2）溶液	有藍色沉淀生成	燃燒產(chǎn)物中肯定有Na2O

在步驟（2）中BaCl₂溶液為什么要加入至過量？其原因是：完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗．
【結(jié)論】猜想Ⅳ（填序號）是正確的．

Answer 1

分析 【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應(yīng)，用類比的方法可書寫其發(fā)生的化學(xué)方程式；
【實驗】根據(jù)資料，同學(xué)們認為鈉在CO₂中燃燒的產(chǎn)物應(yīng)該與Mg在CO₂中燃燒的產(chǎn)物情況有所不同，并對產(chǎn)物提出幾種猜想；通過質(zhì)量守恒定律可知分析，猜想Ⅲ肯定是錯誤的；
【驗證猜想】
由操作和現(xiàn)象，得出結(jié)論；或由操作和結(jié)論，推測現(xiàn)象；或由現(xiàn)象和結(jié)論，推測操作．了解在步驟（2）中BaCl₂溶液為什么要加入至過量的原因．
【結(jié)論】由猜想得結(jié)論．

解答 解：【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應(yīng)，故可用類比的方法書寫其發(fā)生的化學(xué)方程式為：4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【實驗】將燃著的鈉伸入裝有CO₂的集氣瓶中，鈉能在CO₂中繼續(xù)燃燒．
進一步查閱資料得知：①Na₂O是白色固體，能與CO₂反應(yīng)生成Na₂CO₃，與H₂O反應(yīng)生成NaOH．②Ba（OH）₂溶于水而BaCO₃不溶于水．③Na₂CO₃的存在會干擾NaOH的檢測．基于以上資料，同學(xué)們認為鈉在CO₂中燃燒的產(chǎn)物應(yīng)該與Mg在CO₂中燃燒的產(chǎn)物情況有所不同，并對產(chǎn)物提出了以下幾種猜想：ⅠNa₂O、C；ⅡNa₂CO₃、C；ⅢNaOH、C；ⅣNa₂O、Na₂CO₃、C；
通過理論分析，猜想：Ⅲ肯定是錯誤的，理由是：NaOH中有氫元素而反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知Ⅲ錯誤．
【驗證猜想】由操作和現(xiàn)象，得出結(jié)論；或由操作和結(jié)論，推測現(xiàn)象；或由現(xiàn)象和結(jié)論，推測操作：故

步驟	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	結(jié)論（燃燒產(chǎn)物判斷）
（1）	將產(chǎn)物溶于適量水中	部分溶解，試管 底部有黑色固體	燃燒產(chǎn)物中肯定有C（炭）
（2）	�。�1）所得少量上層清液，加入過量的BaCl2溶液	有白色沉淀生成	燃燒產(chǎn)物中肯定有Na2CO3
（3）	�。�2）所得少量上層清液，加入 CuSO4（或CuCl2）溶液	有藍色沉淀生成	燃燒產(chǎn)物中肯定有 Na2O

在步驟（2）中BaCl₂溶液要加入至過量，目的是完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗．
【結(jié)論】通過實驗驗證可知猜想Ⅳ正確．
故答案為：【提出猜想】4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C；
【實驗】Na₂CO₃；Ⅲ；NaOH中有氫元素而反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知Ⅲ錯誤；
【驗證猜想】

步驟	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	結(jié)論（燃燒產(chǎn)物判斷）
（1）
（2）		有白色沉淀生成
（3）	CuSO4（或CuCl2）		Na2O

完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗；
【結(jié)論】Ⅳ．

點評 掌握質(zhì)量守恒定律的也是守恒的思想處理問題；了解物質(zhì)的鑒別與推斷的方法，能夠考查學(xué)生的分析問題能力．