Question

12．化學(xué)小組同學(xué)針對(duì)二氧化碳進(jìn)行趣味實(shí)驗(yàn)：將燃燒的鈉迅速伸入到盛有二氧化碳的集氣瓶中，鈉繼續(xù)燃燒，冷卻后瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上附粘附著白色物質(zhì)．
【提出問(wèn)題】黑色顆粒和白色物質(zhì)是什么？
【查閱資料】氧化鈉為白色粉末，與與氧化鈣的性質(zhì)相似遇水能發(fā)生反應(yīng)．
【做出猜想】甲認(rèn)為生成的黑色顆粒是炭；白色物質(zhì)可能是：①氧化鈉、②碳酸鈉、③氧化鈉與碳酸鈉的混合物．乙認(rèn)為白色物質(zhì)還可能是氫氧化鈉或碳酸氫鈉．甲認(rèn)為乙的猜想是錯(cuò)誤的，理由是反應(yīng)物中無(wú)氫元素．
【實(shí)驗(yàn)探究】甲通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，確定黑色顆粒是炭，并對(duì)白色物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案1	取樣品少量于試管中，向其中加入足量的稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡	白色物質(zhì)是碳酸鈉
方案2	取樣品少量于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無(wú)色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)為氧化鈉
方案3	①取樣品少量于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入過(guò)量的氯化鈣溶液	出現(xiàn)白色沉淀	白色物質(zhì)是碳酸鈉
	②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加酚酞（或硫酸銅）（要求：所填試劑屬于不同類別）	無(wú)明顯現(xiàn)象

【反思評(píng)價(jià)】你認(rèn)為方案1是否合理：不合理（填“合理”或“不合理”）
丙認(rèn)為方案2得到的結(jié)論不正確，理由是碳酸鈉在溶液中也顯堿性．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
通過(guò)以上探究還能獲得哪些結(jié)論：燃燒不一定要有氧氣參加（寫一條）．

Answer 1

分析 根據(jù)題干中信息可知，鈉與二氧化碳中發(fā)生了反應(yīng)生成一種黑色物質(zhì)和一種白色物質(zhì)；其中由于反應(yīng)物含有鈉元素、碳元素、氧元素，那么生成的物質(zhì)也必須是含有這幾種元素，那么黑色固體物質(zhì)只能是炭，白色物質(zhì)是什么？根據(jù)后面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論和現(xiàn)象可猜到白色物質(zhì)只能是Na₂CO₃，根據(jù)化學(xué)中質(zhì)量守恒，決不可能是氫氧化鈉，因?yàn)榉磻?yīng)物中無(wú)氫元素；根據(jù)氫氧化鈉、氧化鈉和碳酸鈉的性質(zhì)可知，鈉在空氣中燃燒生成碳酸鈉和炭．

解答 解：【做出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，在化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變，所以乙的猜想是錯(cuò)誤的，理由是反應(yīng)物中無(wú)氫元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】
碳酸鈉和氯化鈣會(huì)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，氯化鈣、氯化鈉都顯中性，碳酸鈉會(huì)與硫酸銅反應(yīng)生成藍(lán)色的碳酸銅沉淀，所以

方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案1	取樣品少量于試管中，向其中加入足量的稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡	白色物質(zhì)是碳酸鈉
方案2	取樣品少量于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無(wú)色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)為氧化鈉
方案3	①取樣品少量于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入過(guò)量的氯化鈣溶液	出現(xiàn)白色沉淀	白色物質(zhì)是碳酸鈉
	②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加酚酞（或硫酸銅）（要求：所填試劑屬于不同類別）	無(wú)明顯現(xiàn)象

【反思評(píng)價(jià)】碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)也會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，所以方案1不合理；
酸堿指示劑只能指示溶液的酸堿性，不會(huì)區(qū)分出酸、堿、鹽，有的鹽也顯堿性，比如碳酸鈉，所以方案2得到的結(jié)論不正確；
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和碳，化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
通過(guò)以上探究，還能獲得結(jié)論：燃燒不一定要有氧氣參加；金屬Na著火不能用CO₂滅火．
故答案為：【做出猜想】反應(yīng)物中無(wú)氫元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】

方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案1
方案2
方案3
	酚酞，硫酸銅

【反思評(píng)價(jià)】不合理；
碳酸鈉在溶液中也顯堿性；
【得出結(jié)論】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
燃燒不一定要有氧氣參加．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究題，主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際能力．解答這種綜合性強(qiáng)的探究題，關(guān)鍵是理解題意，找到準(zhǔn)確的出發(fā)點(diǎn)定位．