Question

4．在化學(xué)課上，甲同學(xué)將燃燒的鈉（Na）迅速伸入到盛有CO₂的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，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？
【進(jìn)行猜想】甲認(rèn)為黑色顆粒是碳，白色物質(zhì)可能是Na₂O或碳酸鈉；
乙同學(xué)還認(rèn)為白色物質(zhì)是氫氧化鈉．甲同學(xué)立刻認(rèn)為乙同學(xué)的猜想是錯(cuò)誤的，其理由是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前沒(méi)有氫元素．
【查閱資料】氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉：Na₂O+H₂O═2NaOH
【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)對(duì)白色物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

實(shí)驗(yàn)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，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Na2O
方案2	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CaCl2溶液	出現(xiàn)白色沉淀	白色物質(zhì)是Na2CO3
	②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無(wú)色酚酞試液	無(wú)明顯現(xiàn)象

【反思評(píng)價(jià)】（1）丙同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，理由是碳酸鈉溶液也顯堿性，會(huì)使酚酞變紅．
（2）方案2中加入過(guò)量的CaCl₂溶液的目的是完全除去氯化鈣．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為4Na+4CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
通過(guò)以上探究，你還能從燃燒的知識(shí)獲得哪些新認(rèn)識(shí)：燃燒不一定需要氧氣．

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，那么可推測(cè)黑色固體物質(zhì)只能是炭，而白色物質(zhì)是什么，需要根據(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：【進(jìn)行猜想】依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變可知，反應(yīng)前兩種物質(zhì)二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，可判斷燃燒中產(chǎn)生的黑色物質(zhì)可能為炭（C），白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O、Na₂CO₃兩種物質(zhì)的混合物；，由于反應(yīng)物中無(wú)氫元素，故不可能生成氫氧化鈉；
【實(shí)驗(yàn)探究】其中加入過(guò)量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生了白色沉淀，那么沉淀是碳酸鈣，白色物質(zhì)就是碳酸鈉；
【反思評(píng)價(jià)】Na₂O+H₂O=2NaOH，生成的氫氧化鈉呈堿性，但由于Na₂CO₃ 溶液也顯堿性，也會(huì)使酚酞變紅，故方案1得到的結(jié)論不正確；
【得出結(jié)論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究，那么生成的是碳和碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；鈉能在二氧化碳中燃燒說(shuō)明燃燒不一定要有氧氣參加；CO₂在一定條件下能支持燃燒；金屬Na著火不能用CO₂滅火；金屬Na與CO₂的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)等．
燃燒不一定要有氧氣參加；CO₂在一定條件下能支持燃燒；金屬Na著火不能用CO₂滅火；金屬Na與CO₂的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)等，合理即可．
故答案為：
【進(jìn)行猜想】炭；Na₂CO₃或Na₂O、Na₂CO₃；反應(yīng)物中無(wú)氫元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】Na₂CO₃；
【反思評(píng)價(jià)】Na₂CO₃溶液顯堿性，也會(huì)使酚酞變紅；
【得出結(jié)論】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．①燃燒不一定要有氧氣參加②金屬Na著火不能用CO₂滅火等．

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．同時(shí)也得到碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，而氯化鈉溶液、氯化鈣溶液均呈中性，不再影響用酚酞檢驗(yàn)溶液中是否存在氫氧化鈉．