Question

19．金屬鈉很軟，可以用刀切割．切開(kāi)外皮后，可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤．鈉是熱和電的良導(dǎo)體．鈉的密度是0.97g/cm³，比水的密度小，鈉的熔點(diǎn)是97.81℃，沸點(diǎn)是882.9℃．將金屬鈉放入水中，可以反應(yīng)生成NaOH和H₂；鈉跟氧氣混合加熱生成淡黃色的過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）固體，鈉跟CO₂在加熱條件下反應(yīng)生成碳酸鈉和單質(zhì)碳．
（1）試寫(xiě)出鈉跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）小劉同學(xué)用圖A裝置做鈉跟氧氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察到生成物中出現(xiàn)黑色固體，則該黑色固體是C（填化學(xué)式），試寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

（3）為了探究黑色固體成分，小劉同學(xué)進(jìn)行了下列探究．探究反應(yīng)中CO₂的來(lái)源：猜想①：CO₂的來(lái)源于空氣；猜想②：CO₂的來(lái)源于酒精燃燒；用圖B和C裝置實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證空氣中CO₂是否參加反應(yīng)或驗(yàn)證猜想．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)信息書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，關(guān)鍵找全反應(yīng)物和生成物，并檢查配平，本題關(guān)鍵是考查配平．
（2）CO₂的來(lái)源分析是難點(diǎn)，要從反應(yīng)的環(huán)境來(lái)全面分析．從整個(gè)反應(yīng)環(huán)境來(lái)分析CO₂的來(lái)源有兩個(gè)，一是來(lái)源空氣中，但量比較少．二是酒精燈燃燒產(chǎn)生CO₂，產(chǎn)生的量要遠(yuǎn)大于空氣中的量．
（3）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要建立對(duì)比實(shí)驗(yàn)．本題主要是要驗(yàn)證空氣中CO2是否參加反應(yīng)，所以對(duì)比實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是“用純氧代替空氣做實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)比結(jié)果”．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息“鈉放入水中，可以反應(yīng)生成NaOH和H₂”書(shū)寫(xiě)方程式：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）用圖A裝置做鈉跟氧氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槭窃诳諝饫镞M(jìn)行的，可能發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：
①鈉跟氧氣混合加熱生成淡黃色的過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）固體，2Na+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂O₂ 
②鈉跟CO₂在加熱條件下反應(yīng)生成碳酸鈉和單質(zhì)碳，4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
綜合以上分析黑色固體只可能是碳；
（3）從整個(gè)反應(yīng)環(huán)境來(lái)分析CO₂的來(lái)源有兩個(gè)，一是來(lái)源空氣中，但量比較少．二是酒精燈燃燒產(chǎn)生CO₂，產(chǎn)生的量要遠(yuǎn)大于空氣中的量．應(yīng)該是主要來(lái)源．所以可以猜想CO₂的來(lái)源①空氣成分．②酒精燃燒，且②是CO₂的主要來(lái)源．
通過(guò)B裝置反應(yīng)后測(cè)出試管的質(zhì)量、通過(guò)C裝置反應(yīng)后也測(cè)出試管的質(zhì)量，對(duì)比兩個(gè)數(shù)值可以證明空氣中的CO₂是否參與反應(yīng)，同時(shí)也就證明那個(gè)猜想正確．
所以用裝置B和C主要目的是用來(lái)證明猜想或空氣中CO₂是否參與反應(yīng)．
故答案為：
（1）2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）C；4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C
（3）驗(yàn)證空氣中CO2是否參與反應(yīng)（或驗(yàn)證猜想）

點(diǎn)評(píng) 本題是根據(jù)信息設(shè)計(jì)的一道綜合性實(shí)驗(yàn)題，考查了學(xué)生整理信息及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力．