Question

4．在化學課上，甲同學將燃燒的鈉（Na）迅速伸入到盛有CO₂的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應后冷卻，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？
【進行猜想】甲認為黑色顆粒是碳，白色物質(zhì)可能是Na₂O或碳酸鈉；
乙同學還認為白色物質(zhì)是氫氧化鈉．甲同學立刻認為乙同學的猜想是錯誤的，其理由是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前沒有氫元素．
【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(zhì)進行實驗探究．

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】（1）丙同學認為方案1得到的結論不正確，理由是碳酸鈉溶液也顯堿性，會使酚酞變紅．
（2）方案2中加入過量的CaCl₂溶液的目的是完全除去氯化鈣．
【得出結論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為4Na+4CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
通過以上探究，你還能從燃燒的知識獲得哪些新認識：燃燒不一定需要氧氣．

Answer 1

分析 根據(jù)題干中信息可知，鈉與二氧化碳中發(fā)生了反應生成一種黑色物質(zhì)和一種白色物質(zhì)；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(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)后面的實驗結論和現(xiàn)象可猜到白色物質(zhì)只能是Na₂CO₃，根據(jù)化學中質(zhì)量守恒，決不可能是氫氧化鈉，因為反應物中無氫元素；根據(jù)氫氧化鈉、氧化鈉和碳酸鈉的性質(zhì)可知，鈉在空氣中燃燒生成碳酸鈉和炭．

解答 解：【進行猜想】依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學反應前后元素的種類不變可知，反應前兩種物質(zhì)二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，可判斷燃燒中產(chǎn)生的黑色物質(zhì)可能為炭（C），白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O、Na₂CO₃兩種物質(zhì)的混合物；，由于反應物中無氫元素，故不可能生成氫氧化鈉；
【實驗探究】其中加入過量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生了白色沉淀，那么沉淀是碳酸鈣，白色物質(zhì)就是碳酸鈉；
【反思評價】Na₂O+H₂O=2NaOH，生成的氫氧化鈉呈堿性，但由于Na₂CO₃ 溶液也顯堿性，也會使酚酞變紅，故方案1得到的結論不正確；
【得出結論】根據(jù)實驗探究，那么生成的是碳和碳酸鈉，反應的化學方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；鈉能在二氧化碳中燃燒說明燃燒不一定要有氧氣參加；CO₂在一定條件下能支持燃燒；金屬Na著火不能用CO₂滅火；金屬Na與CO₂的反應屬于置換反應等．
燃燒不一定要有氧氣參加；CO₂在一定條件下能支持燃燒；金屬Na著火不能用CO₂滅火；金屬Na與CO₂的反應屬于置換反應等，合理即可．
故答案為：
【進行猜想】炭；Na₂CO₃或Na₂O、Na₂CO₃；反應物中無氫元素；
【實驗探究】Na₂CO₃；
【反思評價】Na₂CO₃溶液顯堿性，也會使酚酞變紅；
【得出結論】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．①燃燒不一定要有氧氣參加②金屬Na著火不能用CO₂滅火等．

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(fā)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．