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．黑色顆粒和白色物質是什么？
[進行猜想]甲認為黑色顆粒是

炭

，白色物質可能是Na₂O 或

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

[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]甲同學對白色物質進行實驗探究．

實驗方案	實驗操作	實驗現象	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	出現白色沉淀	白色物質是 Na2CO3
	②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液	無明顯現象

[反思評價]丙同學認為方案1得到的結論不正確，其理由是

Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅

，方案2發生反應的化學方程式

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl

．
[得出結論]鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為

4Na+3CO₂

點燃  .

2Na₂CO₃+C

．
[拓展延伸]通過以上探究，你還能獲得哪些結論，請寫出兩條：
①

燃燒不一定有氧氣參加

．
②

金屬鈉失火時，不能用二氧化碳滅火

．

Answer 1

分析：根據題干中信息可知，鈉與二氧化碳中發生了反應生成一種黑色物質和一種白色物質；其中由于反應物含有鈉元素、碳元素、氧元素，那么生成的物質也必須是含有這幾種元素，那么黑色固體物質只能是炭，白色物質是什么？根據后面的實驗結論和現象可猜到白色物質只能是Na₂CO₃，根據化學中質量守恒，決不可能是氫氧化鈉，因為反應物中無氫元素；根據氫氧化鈉、氧化鈉和碳酸鈉的性質可知，鈉在空氣中燃燒生成碳酸鈉和炭．

解答：解：[進行猜想]反應前兩種物質二氧化碳和鈉中共鈉、碳、氧三種元素，根據質量守恒定律，反應前后元素不變，可判斷燃燒中產生的黑色物質可能為炭（C），白色固體為NaO或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質的混合物；而不可能是NaOH，因為反應前并不含有H元素；
[實驗探究]由方案2中加入CaCl₂溶液出現白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉，碳酸鈉完全反應后，向溶液中滴加酚酞無明顯現象，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；
[反思評價]丙同學認為方案1得到的結論不正確，其理由是：Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅；由上述分析可知方案2發生反應的化學方程式是：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；
[得出結論]鈉在二氧化碳中燃燒生成了炭和碳酸鈉，反應的方程式：4Na+3CO₂

點燃  .

2Na₂CO₃+C．
[拓展延伸]根據探究過程可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和炭；通過該反應可以知道燃燒不一定需氧氣，金屬鈉失火時，不能用二氧化碳滅火．
故答為：[進行猜想]炭，Na₂CO₃；反應物中無氫元素；[實驗探究]Na₂CO₃；[反思評價]Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅，CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl；[得出結論]4Na+3CO₂

點燃  .

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

點評：本題是一道綜合性很強的實驗探究題，主要考查學生的實驗探究能力、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，關鍵是理解題意，找到準確的出發點定位．同時也得到碳酸鈉與氯化鈣反應，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溶液中是否存在氫氧化鈉．