Question

在化學(xué)課上，甲同學(xué)將燃燒的鈉迅速伸入到盛有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】甲同學(xué)認(rèn)為黑色顆粒是

 

（填化學(xué)式），白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃的混合物，乙同學(xué)認(rèn)為白色物質(zhì)還可能是NaOH．
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

 

．
【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)步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一	取樣品少量于試管中加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中無(wú)色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)可能是Na2O或Na2CO3或
步驟二	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CaCl2溶液		白色物質(zhì)為Na2CO3
	②	無(wú)色酚酞試液不變色

【評(píng)價(jià)反思】丙同學(xué)認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)步驟二中，①操作完成后，還可以另外選用

 

試液（任寫(xiě)一種）來(lái)代替氯化鈣溶液．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：科學(xué)探究

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．根據(jù)化學(xué)中質(zhì)量守恒反應(yīng)物中不含有氫元素，白色物質(zhì)決不可能是氫氧化鈉．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．據(jù)此分析回答有關(guān)的問(wèn)題．

解答：解：【進(jìn)行猜想】根據(jù)所學(xué)過(guò)的黑色物質(zhì)：炭、二氧化錳、四氧化三鐵、生鐵和氧化銅中可以推測(cè)出應(yīng)該是炭，若其他物質(zhì)都違背化學(xué)反應(yīng)的事實(shí)，白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O與Na₂CO₃；反應(yīng)物中沒(méi)有氫元素，故白色物質(zhì)不是氫氧化鈉；
【實(shí)驗(yàn)探究】由于氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉、碳酸鈉的溶液顯堿性，都能使酚酞試液變紅色．由溶液的變色可知，白色粉末可能為Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃的混合物．根據(jù)碳酸鈉能與氯化鈣起反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，溶液呈中性，無(wú)色酚酞試液不變色；氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉不能與氯化鈣反應(yīng)，溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅色，所以白色粉末是碳酸鈉．所以，填表如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一	取樣品少量于試管中加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中無(wú)色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)可能是Na2O或Na2CO3或Na2O和Na2CO3
步驟二	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CaCl2溶液	有白色沉淀生成	白色物質(zhì)為Na2CO3
	②過(guò)濾 取少量濾液于試管中，滴加幾滴酚酞試液	無(wú)色酚酞試液不變色

【評(píng)價(jià)反思】由于氯化鋇（或硝酸鋇等）能與碳酸鈉反應(yīng)生成了碳酸鋇沉淀和氯化鈉，溶液呈中性，也可以排除氧化鈉的存在情況，也可以選用BaCl₂試液．
【得出結(jié)論】由上述分析可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成了碳酸鈉和和炭，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

C+2Na₂CO₃．
故答為：【進(jìn)行猜想】C； 反應(yīng)物中沒(méi)有氫元素，不符合質(zhì)量守恒定律外選用：【實(shí)驗(yàn)探究】見(jiàn)上表；【評(píng)價(jià)反思】BaCl₂等，【得出結(jié)論】4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

C+2Na₂CO₃．

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．