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)．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

炭

，白色物質(zhì)可能是Na₂O 或

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，滴加無色酚酞試液	無明顯現(xiàn)象

[反思評(píng)價(jià)]丙同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是

Na₂CO₃溶液顯堿性也會(huì)使酚酞變紅

，方案2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl

．
[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

．
[拓展延伸]通過以上探究，你還能獲得哪些結(jié)論，請(qǐng)寫出兩條：
①

燃燒不一定有氧氣參加

．
②

金屬鈉失火時(shí)，不能用二氧化碳滅火

．

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．

解答：解：[進(jìn)行猜想]反應(yīng)前兩種物質(zhì)二氧化碳和鈉中共鈉、碳、氧三種元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素不變，可判斷燃燒中產(chǎn)生的黑色物質(zhì)可能為炭（C），白色固體為NaO或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質(zhì)的混合物；而不可能是NaOH，因?yàn)榉磻?yīng)前并不含有H元素；
[實(shí)驗(yàn)探究]由方案2中加入CaCl₂溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉，碳酸鈉完全反應(yīng)后，向溶液中滴加酚酞無明顯現(xiàn)象，說明溶液不顯堿性，無氫氧根存在，因此原白色固體中不含有Na₂O；
[反思評(píng)價(jià)]丙同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是：Na₂CO₃溶液顯堿性也會(huì)使酚酞變紅；由上述分析可知方案2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
[得出結(jié)論]鈉在二氧化碳中燃燒生成了炭和碳酸鈉，反應(yīng)的方程式：4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

2Na₂CO₃+C．
[拓展延伸]根據(jù)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(yīng)可以知道燃燒不一定需氧氣，金屬鈉失火時(shí)，不能用二氧化碳滅火．
故答為：[進(jìn)行猜想]炭，Na₂CO₃；反應(yīng)物中無氫元素；[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，CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；[得出結(jié)論]4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

2Na₂CO₃+C．[拓展延伸]燃燒不一定需氧氣，金屬鈉失火時(shí)，不能用二氧化碳滅火．

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．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．