Question

14．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，瓶壁上附粘附著白色物質(zhì)．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質(zhì)是什么？
【進(jìn)行猜想】甲認(rèn)為黑色顆粒是碳，白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O與Na₂CO₃或這兩種物質(zhì)的混合物；
乙同學(xué)也認(rèn)為黑色顆粒是碳，但白色物質(zhì)是氫氧化鈉．
甲同學(xué)立刻認(rèn)為乙同學(xué)的猜想有錯誤，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
實驗探究】甲同學(xué)對白色物質(zhì)進(jìn)行實驗探究．

實驗方案	實  驗  操  作	實驗現(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

【反思評價】丙同學(xué)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$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

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，那么可推測黑色固體物質(zhì)只能是炭，而白色物質(zhì)是什么，需要根據(jù)后面的實驗結(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，因為反應(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，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和碳．

解答 解：
【進(jìn)行猜想】根據(jù)所學(xué)過的黑色物質(zhì)：碳、二氧化錳、四氧化三鐵、生鐵和氧化銅中可以推測出應(yīng)該是碳，若其他物質(zhì)都違背化學(xué)反應(yīng)的事實，白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O與Na₂CO₃；反應(yīng)物中沒有氫元素，故白色物質(zhì)不是氫氧化鈉；
【實驗探究】酸堿指示劑只能指示溶液的酸堿性，不會區(qū)分出酸、堿、鹽，有的鹽也顯堿性，比如碳酸鈉，所以方案1得到的結(jié)論不正確；
【得出結(jié)論】由方案2知反應(yīng)生成碳酸鈉和前面黑色物質(zhì)是碳，故化學(xué)方程式4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C
通過以上探究，還能獲得結(jié)論：燃燒不一定要有氧氣參加；金屬Na著火不能用CO₂滅火．
故答案為：
【進(jìn)行猜想】Na₂CO₃或Na₂O與Na₂CO₃；反應(yīng)物中無氫元素；
【實驗探究】Na₂CO₃；
【反思評價】Na₂CO₃溶液顯堿性，也會使酚酞變紅；
【得出結(jié)論】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；

點評 本題是一道綜合性很強的實驗探究題，主要考查學(xué)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(guān)鍵是理解題意，找到準(zhǔn)確的出發(fā)點定位．