Question

在化學課上，甲同學將燃燒的鈉迅速伸入到盛有CO₂的集氣瓶中，鈉在其中繼續燃燒，反應后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上附粘附著白色物質．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質是什么？
【進行猜想】甲認為黑色顆粒是

 

，白色物質可能是Na₂O或

 

；
乙同學還認為白色物質是氫氧化鈉．
甲同學立刻認為乙同學的猜想是錯誤的，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
【實驗探究】甲同學對白色物質進行實驗探究．

實驗方案	實驗操作	實驗現象	結 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，向其中加入無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質 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，向其中加入過量的CaCl2溶液	出現白色沉淀	白色物質 是
	②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液	無明顯現象

丙同學認為方案1得到的結論不正確，理由是

 

．
【得出結論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為

 

．
通過以上探究，你還能獲得哪些結論，請寫出兩條．（答對本小題將獎勵4分，但全卷總分不超過60分）
①

 

，
②

 

．

Answer 1

分析：根據題干中信息可知，鈉與二氧化碳中發生了反應生成一種黑色物質和一種白色物質；其中由于反應物含有鈉元素、碳元素、氧元素，那么生成的物質也必須是含有這幾種元素，那么黑色固體物質只能是炭，白色物質是什么？根據后面的實驗結論和現象可猜到白色物質只能是Na₂CO₃，根據化學中質量守恒，決不可能是氫氧化鈉，因為反應物中無氫元素；根據氫氧化鈉、氧化鈉和碳酸鈉的性質可知，鈉在空氣中燃燒生成碳酸鈉和炭．

解答：解：[進行猜想]反應前兩種物質二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，根據質量守恒定律，反應前后元素不變，可判斷燃燒中產生的黑色物質可能為炭（C），白色固體為NaO或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質的混合物；而不可能是NaOH，因為反應前并不含有H元素以；
故答案為：炭（C），Na₂CO₃，Na₂O和Na₂CO₃的混合物，反應物中無氫元素（或違背質量守恒定律，答案合理即可）；
[實驗探究]加入CaCl₂溶液出現白色沉淀，其方程式是CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，說明溶液中含有碳酸鈉；碳酸鈉完全反應后，向溶液中滴加酚酞無明顯現象，說明溶液不顯堿性，既無氫氧根存在，因此原白色固體中不含有Na₂O；
故答案為：Na₂CO₃；
[反思評價]碳酸鈉溶液呈堿性也可以使無色酚酞變紅，因此，不能得出溶液一定含氫氧化鈉的結論，即不能由此判斷白色固體為氧化鈉；
故答案為：Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅；
[得出結論]根據探究過程可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和炭；通過該反應可以知道燃燒不一定需氧氣，滅火有時也不能采用二氧化碳．
故答案為：4Na+3CO₂═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

點評：本題是一道綜合性很強的實驗探究題，主要考查學生的實驗探究能力、分析問題和解決問題的實際能力．解答這種綜合性強的探究題，關鍵是理解題意，找到準確的出發點定位．同時也得到碳酸鈉與氯化鈣反應，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溶液中是否存在氫氧化鈉．