Question

（2013?鞍山二模）在一次化學(xué)小組的活動(dòng)課上，小莉發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的反應(yīng)；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)．小組同學(xué)對此進(jìn)行了討論．
【提出問題】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，溶于水生成氫氧化鈉：Na₂O+H₂O=2NaOH；過氧化鈉（Na₂O₂）為淡黃色固體．
【進(jìn)行猜想】小慧認(rèn)為黑色顆粒是

炭[C]

，白色物質(zhì)可能是Na₂O或

Na₂CO₃

；
小莉認(rèn)為白色固體可能是混合物；小軍認(rèn)為白色物質(zhì)可能是氫氧化鈉．
小慧立刻否定了小軍的猜想，其理由是

反應(yīng)物中沒有氫元素，不可能生成含有氫元素的物質(zhì)

．
【實(shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們對白色物質(zhì)進(jìn)行以下實(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，震蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞溶液	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，震蕩，樣品全部溶液水，向其中加入足量的 CaCl2溶液	出現(xiàn)白色沉淀	白色物質(zhì)是 Na2CO3
	②靜止片刻，向上層清液中滴加無色酚酞溶液	無明顯現(xiàn)象

【反思評價(jià)】小莉認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，理由是

Na₂CO₃溶液顯堿性，也會使酚酞溶液變紅

．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為

4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

2Na₂CO₃+C

．
通過以上探究，你還能獲得哪些結(jié)論，寫出1條：

燃燒不一定要有氧氣參加；（或CO₂在一定條件下能支持燃燒；或金屬Na著火不能用CO₂滅火；或金屬Na與CO₂的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)等，合理即可）．

．

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，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，將碳酸鈉全部反應(yīng)掉，再加入酚酞看是否變色，檢驗(yàn)是否含有氧化鈉；

解答：解：【進(jìn)行猜想】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，學(xué)過的黑色物質(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)；由后面方案2可推測白色物質(zhì)還可能是碳酸鈉；但不可能是氫氧化鈉，反應(yīng)物中沒有氫元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，將碳酸鈉全部反應(yīng)掉，再加入酚酞沒有變色，說明白色固體不是氧化鈉，因?yàn)檠趸�鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，顯堿性；
【反思評價(jià)】Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅，所以方案1錯(cuò)誤；
【得出結(jié)論】由方案2得出它們反應(yīng)生成碳酸鈉和前面黑色物質(zhì)是炭，故化學(xué)方程式4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C；通過該方程式可知燃燒不一定要有氧氣參加；（或CO₂在一定條件下能支持燃燒；或金屬Na著火不能用CO₂滅火；或金屬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[C]；  Na₂CO₃；反應(yīng)物中沒有氫元素，不可能生成含有氫元素的物質(zhì)（或違背質(zhì)量守恒定律，答案合理即可）
【實(shí)驗(yàn)探究】CaCl₂ 溶液； Na₂CO₃  
【反思評價(jià)】Na₂CO₃ 溶液顯堿性，也會使酚酞溶液變紅．
【得出結(jié)論】4Na+3CO₂ 

點(diǎn)燃  .

 2Na₂CO₃+C  
燃燒不一定要有氧氣參加；（或CO₂在一定條件下能支持燃燒；或金屬Na著火不能用CO₂滅火；或金屬Na與CO₂的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)等，合理即可）．

點(diǎn)評：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、分析問題和解決問題的實(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．