Question

17．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(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上粘附著白色物質(zhì)．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質(zhì)是什么？
【進行猜想】甲認為黑色顆粒是炭（C），白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O、Na₂CO₃，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(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】丙同學認為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅．
方案2中CaCl₂還可以用其它物質(zhì)代替嗎？請你寫出一種氯化鋇或硝酸鈣或硝酸鋇等．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為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，那么黑色固體物質(zhì)只能是炭，白色物質(zhì)是什么？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：[進行猜想]反應(yīng)前兩種物質(zhì)二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素不變，可判斷燃燒中產(chǎn)生的黑色物質(zhì)可能為炭（C），白色固體為NaO或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質(zhì)的混合物；而不可能是NaOH，因為反應(yīng)前并不含有H元素以；
故答案為：炭（C），Na₂CO₃，Na₂O、Na₂CO₃，反應(yīng)物中無氫元素（或違背質(zhì)量守恒定律，答案合理即可）；
[實驗探究]加入CaCl₂溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；碳酸鈉完全反應(yīng)后，向溶液中滴加酚酞無明顯現(xiàn)象，說明溶液中不含有氫氧化鈉，因此原白色固體中不含有Na₂O；
故答案為：Na₂CO₃；
[反思評價]碳酸鈉溶液呈堿性也可以使無色酚酞變紅，因此，不能得出溶液一定含氫氧化鈉的結(jié)論，即不能由此判斷白色固體為氧化鈉；方案2中CaCl₂的目的是除去碳酸鈉，而且不引入堿性物質(zhì)，所以可用氯化鋇或硝酸鈣或硝酸鋇等物質(zhì)代替．
故答案為：Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅；氯化鋇或硝酸鈣或硝酸鋇等；
[得出結(jié)論]根據(jù)探究過程可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和炭；
故答案為：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，找到準確的出發(fā)點定位．