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】甲認(rèn)為黑色顆粒是

 

，白色物質(zhì)可能是Na₂O或

 

，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

 

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【查閱資料】
氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉：Na₂O+H₂O═2NaOH
CaCl₂溶液顯中性．
【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 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	白色物質(zhì) Na2CO3

上表方案2中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

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【討論反思】丙同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是

 

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丙同學(xué)將酚酞溶液滴入碳酸鈉溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶液也變紅．他們經(jīng)過(guò)分析、討論、歸納，得出結(jié)論：使酚酞溶液變紅的不一定是

 

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【表達(dá)交流】丙同學(xué)在和老師交流上表中結(jié)論時(shí)，老師說(shuō)：“其實(shí)Na₂CO₃溶液能使酚酞試液變紅是由于溶液中存在OH^-．”你認(rèn)為Na₂CO₃溶液中存在OH^-的原因是

 

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【實(shí)驗(yàn)拓展】你還能想出其他方法證明白色物質(zhì)是碳酸鈉嗎？
方法一：

 

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方法二：

 

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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

專題：科學(xué)探究

分析：【進(jìn)行猜想】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變可知黑色顆粒是碳，白色物質(zhì)可能是氧化鈉、碳酸鈉其中一種或兩種進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，正確書寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和化學(xué)方程式；
【討論反思】根據(jù)Na₂CO₃的水溶液呈堿性，也能使酚酞試液變紅以及碳酸鈉的性質(zhì)進(jìn)行解答；
【表達(dá)交流】氫氧根離子能夠使酚酞變紅，所以可以判斷在碳酸鈉溶液中存在氫氧根離子．
【實(shí)驗(yàn)拓展】考慮碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)：與稀鹽酸反應(yīng)、與氯化鈣溶液反應(yīng)等．

解答：解：
【進(jìn)行猜想】化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變可知，黑色顆粒是碳，白色物質(zhì)可能是氧化鈉、碳酸鈉其中一種或兩種，所以白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃；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，其理由是反應(yīng)物中無(wú)氫元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，其現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀，其化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓；
【討論反思】丙同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是：Na₂CO₃的水溶液呈堿性，也能使酚酞試液變紅；
【表達(dá)交流】我們知道只有氫氧根離子才能使酚酞變紅，所以由碳酸鈉溶液能使酚酞溶液變紅，可以判斷溶液中存在氫氧根離子．推測(cè)CO₃^2-與H₂O發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生OH^-
【實(shí)驗(yàn)拓展】證明白色物質(zhì)是碳酸鈉的方法：
方法一：加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生；方法二：加氯化鈣溶液，有白色沉淀生成；方法三：加氫氧化鈣溶液，有白色沉淀生成．
故答案為：
【進(jìn)行猜想】碳，Na₂CO₃，反應(yīng)物中無(wú)氫元素．
【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
方案2		出現(xiàn)白色沉淀

Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓．
【討論反思】Na₂CO₃的水溶液呈堿性，也能使酚酞試液變紅．堿．
【表達(dá)交流】CO₃^2-與H₂O發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生OH^-．
【實(shí)驗(yàn)拓展】方法一：加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生．方法二：加氯化鈣溶液，有白色沉淀生成．

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)提出問(wèn)題、做出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和反思評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程．本題型也是近幾年的中考熱點(diǎn)之一，本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．