Question

13．課外活動時，老師演示了金屬鎂在二氧化碳氣體中燃燒生成碳與氧化鎂的實驗，講述二氧化碳氣體并非是所有物質(zhì)的滅火劑，引起了同學們極大的好奇．
提出問題】化學興趣小組的同學聯(lián)想到其它金屬：如把金屬鈉、細鐵絲引燃后迅速伸入到盛有CO₂的集氣瓶中，兩種金屬是否也有類似的燃燒現(xiàn)象發(fā)生呢？
【進行猜想】甲同學猜想：鈉、鐵兩種金屬可能均可在二氧化碳氣體中燃燒，均可產(chǎn)生黑色顆粒，可能分別是碳�；蛘咚难趸�三鐵，而鈉燃燒后產(chǎn)物中的白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃．乙同學猜想白色固體也有可能是氫氧化鈉．
【小組交流】有同學認為乙同學猜想白色固體也有可能是氫氧化鈉不合理，其原因是根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后元素種類也守恒，反應前無氫元素，產(chǎn)物中必無氫氧化鈉生成，
【查閱資料】Na₂O為白色固體，可溶于水且與水反應生成無色氫氧化鈉溶液．
【進行實驗】
1、將燒紅的細鐵絲伸入集有二氧化碳氣體的集氣瓶中，鐵絲并未燃燒．
2、將金屬鈉點燃后伸進集有二氧化碳氣體集氣瓶中，集氣瓶壁附有黑色小顆粒，產(chǎn)生白色固體物質(zhì)．興趣小組同學于是對產(chǎn)生的白色固體作進一步探究．

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，向其中滴入無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)為Na2O

實驗方案	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結論
方案2	①取少量樣品于試管中，加入少量水，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)是碳酸鈉
	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

【反思評價】不少同學認為方案1得到的結論不正確，其理由是碳酸鈉的水溶液顯堿性，也能使酚酞變紅色．
【表達交流】
根據(jù)鈉、鎂、鐵三種金屬在同樣條件下與二氧化碳氣體反應情況可推知三種金屬的活動性最弱的是鐵，寫出金屬鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．

Answer 1

分析 根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后元素種類也守恒，推測生成物的化學式；
乙同學猜想固體也有可能是氫氧化鈉受到大家的否定，其原因是：根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后元素種類也守恒，反應前無氫元素，產(chǎn)物中必無氫氧化鈉生成；
向樣品的水溶液中加入無色酚酞試液，變紅色不能說明白色物質(zhì)為Na2O，因為碳酸鈉的水溶液顯堿性，也能使酚酞變紅色；
將燒紅的細鐵絲伸入集有二氧化碳氣體的集氣瓶中，鐵絲并未燃燒．而鎂和鈉都能在二氧化碳中燃燒，說明鐵的金屬的活動性最弱．

解答 解：【進行猜想】：根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后元素種類也守恒，而鈉燃燒后產(chǎn)物中的白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃，Na₂CO₃和Na₂O；
方案2，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，說明一定有碳酸鈉，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，說明無Na₂O；故白色固體為碳酸鈉；
乙同學猜想固體也有可能是氫氧化鈉受到大家的否定，其原因是：根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后元素種類也守恒，反應前無氫元素，產(chǎn)物中必無氫氧化鈉生成；
向樣品的水溶液中加入無色酚酞試液，變紅色不能說明白色物質(zhì)為Na₂O，因為碳酸鈉的水溶液顯堿性，也能使酚酞變紅色；故方案1得到的結論不正確；
由題干可知將燒紅的細鐵絲伸入集有二氧化碳氣體的集氣瓶中，鐵絲并未燃燒．而鎂和鈉都能在二氧化碳中燃燒，說明鐵的金屬的活動性最弱，金屬鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
故答案為：Na₂CO₃；Na₂O和Na₂CO₃；根據(jù)質(zhì)量守恒，反應前后元素種類也守恒，反應前無氫元素，產(chǎn)物中必無氫氧化鈉生成；
方案1：溶液變成紅色
方案2：碳酸鈉；碳酸鈉的水溶液顯堿性，也能使酚酞變紅色； 鐵；4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．

點評 本題涉及知識點較難，做題關鍵是在熟練掌握基礎知識的同時，學會知識間的遷移和拓展．