Question

4．金屬鈉很軟，可以用刀切割．切開外皮后，可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤．鈉是熱和電的良導體．鈉的密度是0.97g/cm³，比水的密度小，鈉的熔點是97.81℃，沸點是882.9℃．將金屬鈉放入水中，可以反應生成NaOH和H₂；鈉跟氧氣混合加熱生成淡黃色的過氧化鈉（Na₂O₂）固體，鈉跟CO₂在加熱條件下反應生成碳酸鈉和單質碳．

（1）小旻用圖A裝置做鈉跟氧氣反應實驗，觀察到生成物中有黑色固體，則黑色固體是C（化學式），試寫出該黑色固體生成的對應的化學方程式4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
（2）反應中需要的CO₂來源于哪里呢？小莉進行了下列探究．
猜想①：CO₂的來源于空氣；猜想②：CO₂的來源于酒精燃燒；在上述兩種來源中，②（填序號）是CO₂的主要來源．用圖B和C裝置進行對比實驗的目的是驗證空氣中CO₂是否參與反應（或驗證猜想）．

Answer 1

分析 （1）CO₂的來源分析是難點，要從反應的環(huán)境來全面分析．從整個反應環(huán)境來分析CO₂的來源有兩個，一是來源空氣中，但量比較少．二是酒精燈燃燒產(chǎn)生CO₂，產(chǎn)生的量要遠大于空氣中的量．
（2）驗證實驗設計的關鍵要建立對比實驗．本題主要是要驗證空氣中CO2是否參加反應，所以對比實驗應該是“用純氧代替空氣做實驗，然后對比結果”．

解答 解：（1）用圖A裝置做鈉跟氧氣反應實驗，因為是在空氣里進行的，可能發(fā)生兩個反應：
①鈉跟氧氣混合加熱生成淡黃色的過氧化鈉（Na₂O₂）固體，2Na+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂O₂ 
②鈉跟CO₂在加熱條件下反應生成碳酸鈉和單質碳，4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
綜合以上分析黑色固體只可能是碳；
（2）從整個反應環(huán)境來分析CO₂的來源有兩個，一是來源空氣中，但量比較少．二是酒精燈燃燒產(chǎn)生CO₂，產(chǎn)生的量要遠大于空氣中的量．應該是主要來源．
所以可以猜想CO₂的來源①空氣成分．②酒精燃燒，且②是CO₂的主要來源．
通過B裝置反應后測出試管的質量、通過C裝置反應后也測出試管的質量，對比兩個數(shù)值可以證明空氣中的CO₂是否參與反應，同時也就證明那個猜想正確．
所以用裝置B和C主要目的是用來證明猜想或空氣中CO₂是否參與反應．
故填：（1）C；4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
（2）①空氣；②酒精燃燒；②；驗證空氣中CO₂是否參與反應（或驗證猜想）．

點評 本題是根據(jù)信息設計的一道綜合性實驗題，考查了學生整理信息及設計實驗的能力．