Question

在化學(xué)課上，甲同學(xué)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】甲同學(xué)認(rèn)為黑色顆粒是

 

（填化學(xué)式），白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃的混合物，乙同學(xué)認(rèn)為白色物質(zhì)還可能是NaOH．
甲同學(xué)立刻認(rèn)為乙同學(xué)的猜想是錯誤的，其理由是

 

．
【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(xué)對白色物質(zhì)進行實驗探究．

實驗步驟	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一	取樣品少量于試管中加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)可能是Na2O或Na2CO3或
步驟二	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CaCl2溶液		白色物質(zhì)為Na2CO3
	②	無色酚酞試液不變色

【評價反思】丙同學(xué)認(rèn)為在實驗步驟二中，①操作完成后，還可以另外選用

 

試液（任寫一種）來代替氯化鈣溶液．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

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．根據(jù)化學(xué)中質(zhì)量守恒反應(yīng)物中不含有氫元素，白色物質(zhì)決不可能是氫氧化鈉．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．據(jù)此分析回答有關(guān)的問題．

解答：解：【進行猜想】根據(jù)所學(xué)過的黑色物質(zhì)：炭、二氧化錳、四氧化三鐵、生鐵和氧化銅中可以推測出應(yīng)該是炭，若其他物質(zhì)都違背化學(xué)反應(yīng)的事實，白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O與Na₂CO₃；反應(yīng)物中沒有氫元素，故白色物質(zhì)不是氫氧化鈉；
【實驗探究】由于氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉、碳酸鈉的溶液顯堿性，都能使酚酞試液變紅色．由溶液的變色可知，白色粉末可能為Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃的混合物．根據(jù)碳酸鈉能與氯化鈣起反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，溶液呈中性，無色酚酞試液不變色；氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉不能與氯化鈣反應(yīng)，溶液呈堿性，能使酚酞試液變紅色，所以白色粉末是碳酸鈉．所以，填表如下：

實驗步驟	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
步驟一	取樣品少量于試管中加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)可能是Na2O或Na2CO3或Na2O和Na2CO3
步驟二	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CaCl2溶液	有白色沉淀生成	白色物質(zhì)為Na2CO3
	②過濾 取少量濾液于試管中，滴加幾滴酚酞試液	無色酚酞試液不變色

【評價反思】由于氯化鋇（或硝酸鋇等）能與碳酸鈉反應(yīng)生成了碳酸鋇沉淀和氯化鈉，溶液呈中性，也可以排除氧化鈉的存在情況，也可以選用BaCl₂試液．
【得出結(jié)論】由上述分析可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成了碳酸鈉和和炭，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂

點燃  .

C+2Na₂CO₃．
故答為：【進行猜想】C； 反應(yīng)物中沒有氫元素，不符合質(zhì)量守恒定律外選用：【實驗探究】見上表；【評價反思】BaCl₂等，【得出結(jié)論】4Na+3CO₂

點燃  .

C+2Na₂CO₃．

點評：本題是一道綜合性很強的實驗探究題，主要考查學(xué)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(zhǔn)確的出發(fā)點定位．