Question

1．在化學(xué)課上，甲同學(xué)將燃燒的鈉迅速伸入帶盛有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)可能是什么呢？
【進行猜想】甲認為黑色顆粒是C，白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃．
乙同學(xué)還認為白色物質(zhì)是氫氧化鈉．甲同學(xué)立刻認為乙同學(xué)的猜想是錯誤的，其理由是反應(yīng)物中沒有氫元素，不符合質(zhì)量守恒定律．
【查閱資料】：1．氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉．：Na₂O+H₂O═2NaOH
             2．Na₂CO₃溶液呈堿性．氯化鈣溶液、氯化鈉溶液顯中性
【實驗探究】甲同學(xué)對白色物質(zhì)進行實驗探究．
           現(xiàn)提供如下試劑：氯化鈣溶液、澄清石灰水、酚酞試液、氫氧化鈉溶液、氯化鈉溶液

	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，震蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞溶液	溶液變成 紅色	白色物質(zhì) 為Na2O
方案2	步驟一：取樣品少量于試管中，加入適量水，震蕩，樣品全部溶于水，向其中加入過量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	白色物質(zhì) Na2CO3
	步驟二：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

【反思評價】丙同學(xué)認為方案1得到的結(jié)論不正確，理由是Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
           通過以上探究，你還能得到哪些結(jié)論燃燒不一定要有氧氣參加．（寫出一條即可）

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．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
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

【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(jié)論不正確；
【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$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．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(yīng)屬于置換反應(yīng)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(yīng)屬于置換反應(yīng)等，合理即可．
故答案為：【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
【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
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

【反思評價】Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅；
【評價反思】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．①燃燒不一定要有氧氣參加②金屬Na著火不能用CO₂滅火等（合理即可）．

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，找到準確的出發(fā)點定位．