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(xù)燃燒，反應后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上粘附著白色物質．
【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
CaCl₂溶液顯中性．
【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(xiàn)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 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	白色物質 Na2CO3

上表方案2中反應的化學方程式為

 

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【討論反思】丙同學認為方案1得到的結論不正確，其理由是

 

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丙同學將酚酞溶液滴入碳酸鈉溶液中，結果發(fā)現(xiàn)溶液也變紅．他們經過分析、討論、歸納，得出結論：使酚酞溶液變紅的不一定是

 

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【表達交流】丙同學在和老師交流上表中結論時，老師說：“其實Na₂CO₃溶液能使酚酞試液變紅是由于溶液中存在OH^-．”你認為Na₂CO₃溶液中存在OH^-的原因是

 

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【實驗拓展】你還能想出其他方法證明白色物質是碳酸鈉嗎？
方法一：

 

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方法二：

 

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Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,鹽的化學性質,質量守恒定律及其應用

專題：科學探究

分析：【進行猜想】根據(jù)化學反應前后元素的種類不變可知黑色顆粒是碳，白色物質可能是氧化鈉、碳酸鈉其中一種或兩種進行解答；
【實驗探究】根據(jù)碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，正確書寫實驗現(xiàn)象和化學方程式；
【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進行解答；
【表達交流】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．
【實驗拓展】考慮碳酸鈉的化學性質：與稀鹽酸反應、與氯化鈣溶液反應等．

解答：解：
【進行猜想】化學反應前后元素的種類不變可知，黑色顆粒是碳，白色物質可能是氧化鈉、碳酸鈉其中一種或兩種，所以白色物質可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃；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，其理由是反應物中無氫元素；
【實驗探究】碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，其現(xiàn)象為產生白色沉淀，其化學方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓；
【討論反思】丙同學認為方案1得到的結論不正確，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CO₃^2-與H₂O發(fā)生反應產生OH^-
【實驗拓展】證明白色物質是碳酸鈉的方法：
方法一：加稀鹽酸，有氣泡產生；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：
【進行猜想】碳，Na₂CO₃，反應物中無氫元素．
【實驗探究】

實驗方案	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結論
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．
【表達交流】CO₃^2-與H₂O發(fā)生反應產生OH^-．
【實驗拓展】方法一：加稀鹽酸，有氣泡產生．方法二：加氯化鈣溶液，有白色沉淀生成．

點評：本題通過提出問題、做出猜想、設計實驗方案、進行實驗和反思評價等環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了科學探究的一般過程．本題型也是近幾年的中考熱點之一，本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．