Question

【題目】某化學興趣小組在一次實驗活動中發現鎂、鈉都能在純凈的二氧化碳氣體中燃燒，反應后冷卻，瓶底除了有黑色顆粒，瓶壁上還都附著白色物質。經檢驗，黑色顆粒是碳。他們對鎂、鈉在二氧化碳氣體中燃燒后生成的白色物質分別進行了如下探究：

（探究問題一）鎂在純凈的二氧化碳中燃燒生成的白色物質是什么？

同學們首先排除了是Mg(OH)2的可能性，理由是_____。

（做出猜想）白色固體可能是①MgO、②MgCO3、③_____。

（進行實驗）取少量白色固體，加入足量的稀鹽酸，觀察到_____現象，猜想①正確。

（實驗結論）鎂在二氧化碳中燃燒的化學方程式是_____。

（探究問題二）鈉在純凈的二氧化碳中燃燒生成的白色物質是什么？

（查閱資料）信息1：鈉能與冷水發生劇烈反應。

信息2：Na2O+H2O=2NaOH

（實驗設計）甲組方案：

實驗步驟	實驗現象	結論
取少量白色物質于試管中，加水溶解，加入足量Ba(OH)2溶液	_____	白色物質中有Na2CO3
靜置后，向上層清液滴加酚酞試液	溶液變紅	白色物質中有Na2O

甲組結論：白色固體為Na2O和Na2CO3的混合物

乙組方案：

取5.3克白色固體樣品進行下列操作：

（1）操作①是_____。

（2）Ba(OH)2溶液必須足量的目的是_____。

該組同學測得m=9.85克，結合樣品質量進行分析，最終得出結論：白色固體為Na2CO3。

（實驗反思）

（1）為何甲、乙兩組所得結論不相符，某同學分析后指出甲組方案不科學，應該將甲組方案中的Ba(OH)2溶液改為_____溶液才合理。

（2）鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為_____。

（拓展應用）

實驗室里鈉等金屬因燃燒引發火災時，可以選擇的滅火方式有_____。

A　用水澆滅 B　用液態二氧化碳滅火器 C　撒沙土蓋滅

Answer 1

【答案】反應物中無氫元素；反應前后元素種類相同；不遵循質量守恒定律（合理即可） MgO和MgCO3的混合物 無氣泡產生 2Mg+CO22MgO+C 產生白色沉淀 過濾 將Na2CO3完全反應或消耗（或將Na2CO3完全沉淀） BaCl2、Ba(NO3)2、CaCl2、Ca(NO3)2（任寫一個） 4Na+3CO22Na2CO3+C C

【解析】

[探究問題一] 反應前后元素種類不變，反應物中無氫元素，不可能生成氫氧化鎂。

[做出猜想]反應物中含有鎂、碳、氧三種元素，所以白色固體可能是MgO、MgCO3，也可能是MgO、MgCO3的混合物。

[進行實驗]氧化鎂與稀鹽酸反應生成氯化鎂和水，碳酸鎂與稀鹽酸反應生成氯化鎂、水、二氧化碳，所以取少量白色固體，加入足量的稀鹽酸，觀察到無氣泡產生，則猜想①正確。

[實驗結論]由實驗探究可知，鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂，根據質量守恒定，反應的化學方程式為：2Mg+CO22MgO+C

[實驗設計]

Ba(OH)2溶液能與碳酸鹽反應生成白色沉淀。（1）通過過濾可將難溶于水的固體物質與液體分離，所以操作①是過濾。（2）Ba(OH)2溶液必須足量的目的是將Na2CO3完全反應或消耗掉。根據題給信息可知，m=9.85克是碳酸鋇的質量，設白色固體樣品中碳酸鈉的質量是x。

，解得x=5.3g，所以白色固體為Na2CO3。

[實驗反思]

（1）Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH，加入氫氧化鋇溶液，引入了堿性溶液，無論固體中是否含有氧化鈉，靜置后，向上層清液滴加酚酞試液，都會出現酚酞試液變紅的現象，無法確定氧化鈉是否存在。應該將甲組方案中的Ba(OH)2溶液改為BaCl2溶液[或Ba(NO3)2或CaCl2或Ca(NO3) 2）]溶液才合理，排除對氧化鈉檢驗的干擾。

（2）根據實驗探究可知，鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為：4Na+3CO22Na2CO3+C

[拓展應用]

鈉等活潑金屬能與水、二氧化碳發生化學反應，故鈉等活潑金屬燃燒引發火災時，可以選擇的滅火方式有撒沙土蓋滅，以隔絕氧氣，故選C。