Question

19．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(zhì)碳．
（1）試寫出鈉跟水反應的化學方程式2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）小劉同學用圖A裝置做鈉跟氧氣反應實驗，觀察到生成物中出現(xiàn)黑色固體，則該黑色固體是C（填化學式），試寫出相應的化學反應方程式4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

（3）為了探究黑色固體成分，小劉同學進行了下列探究．探究反應中CO₂的來源：猜想①：CO₂的來源于空氣；猜想②：CO₂的來源于酒精燃燒；用圖B和C裝置實驗的目的是驗證空氣中CO₂是否參加反應或驗證猜想．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)信息書寫化學方程式，關鍵找全反應物和生成物，并檢查配平，本題關鍵是考查配平．
（2）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．
（3）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(jié)果”．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息“鈉放入水中，可以反應生成NaOH和H₂”書寫方程式：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）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(zhì)碳，4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
綜合以上分析黑色固體只可能是碳；
（3）從整個反應環(huán)境來分析CO₂的來源有兩個，一是來源空氣中，但量比較少．二是酒精燈燃燒產(chǎn)生CO₂，產(chǎn)生的量要遠大于空氣中的量．應該是主要來源．所以可以猜想CO₂的來源①空氣成分．②酒精燃燒，且②是CO₂的主要來源．
通過B裝置反應后測出試管的質(zhì)量、通過C裝置反應后也測出試管的質(zhì)量，對比兩個數(shù)值可以證明空氣中的CO₂是否參與反應，同時也就證明那個猜想正確．
所以用裝置B和C主要目的是用來證明猜想或空氣中CO₂是否參與反應．
故答案為：
（1）2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）C；4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C
（3）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．