Question

16．學習了CO₂的有關知識后，同學們查閱資料發(fā)現(xiàn)Mg能在CO₂中燃燒：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，所以鎂著火不能用CO₂來滅火，但沒有找到有關Na能否與CO₂反應的介紹．于是同學們展開了鈉著火能否用CO₂來滅火的探究．
【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應，可能的化學方程式為4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【實驗】將燃著的鈉伸入裝有CO₂的集氣瓶中，鈉能在集氣瓶中繼續(xù)燃燒．進一步【查閱資料】得知：
①Na₂O是白色固體，能與CO₂反應生成Na₂CO₃，Na₂O+CO₂═Na₂CO₃↑；
②Na₂CO₃的存在會干擾NaOH的檢測．
基于以上資料，同學們認為鈉在CO₂中燃燒的產物情況有所不同，并對產物提出了以下幾種猜想：
①Na₂O、C；②Na₂CO₃；、C；③NaOH、C；④Na₂O、Na₂CO₃、C
通過理論分析，猜想③（填序號）肯定錯誤的，理由是NaOH中有氫元素而反應物中沒有氫元素，根據(jù)質量守恒定律可知③錯誤．
【驗證猜想】

步驟	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	結論（燃燒產物判斷）
（1）	將產物溶于適量水中	部分溶解，試管底部有黑色固體	燃燒產物中肯定有C
（2）	取少量（1）所得上層溶液，加入過量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	燃燒產物中肯定有Na2CO3
（3）	取少量（2）所得上層清液，加入CuSO4（或CuCl2）	溶液變紅	燃燒產物中肯定有Na2O

【交流討論】在步驟（2）中CaCl₂溶液為什么要加入至過量？其原因是：完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗．
【結論】猜想④（填序號）是正確的．

Answer 1

分析 【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應，用類比的方法可書寫其發(fā)生的化學方程式；
【實驗】根據(jù)資料，同學們認為鈉在CO₂中燃燒的產物應該與Mg在CO₂中燃燒的產物情況有所不同，并對產物提出幾種猜想；通過質量守恒定律可知分析，猜想③肯定是錯誤的；
【驗證猜想】
由操作和現(xiàn)象，得出結論；或由操作和結論，推測現(xiàn)象；或由現(xiàn)象和結論，推測操作．了解在步驟（2）中CaCl₂溶液為什么要加入至過量的原因．
【結論】由猜想得結論．

解答 解：【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應，故可用類比的方法書寫其發(fā)生的化學方程式為：4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【實驗】將燃著的鈉伸入裝有CO₂的集氣瓶中，鈉能在CO₂中繼續(xù)燃燒．
進一步查閱資料得知：①Na₂O是白色固體，能與CO₂反應生成Na₂CO₃，與H₂O反應生成NaOH．②Ca（OH）₂溶于水而CaCO₃不溶于水．③Na₂CO₃的存在會干擾NaOH的檢測．基于以上資料，同學們認為鈉在CO₂中燃燒的產物應該與Mg在CO₂中燃燒的產物情況有所不同，并對產物提出了以下幾種猜想：①Na₂O、C；②Na₂CO₃、C；③NaOH、C；④Na₂O、Na₂CO₃、C；
通過理論分析，猜想：③肯定是錯誤的，理由是：NaOH中有氫元素而反應物中沒有氫元素，根據(jù)質量守恒定律可知③錯誤．
【驗證猜想】由操作和現(xiàn)象，得出結論；或由操作和結論，推測現(xiàn)象；或由現(xiàn)象和結論，推測操作：故

步驟	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	結論（燃燒產物判斷）
（1）	將產物溶于適量水中	部分溶解，試管 底部有黑色固體	燃燒產物中肯定有C（炭）
（2）	�。�1）所得少量上層清液，加入過量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	燃燒產物中肯定有Na2CO3
（3）	�。�2）所得少量上層清液，加入 CuSO4（或CuCl2）溶液	有藍色沉淀生成	燃燒產物中肯定有 Na2O

在步驟（2）中CaCl₂溶液要加入至過量，目的是完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗．
【結論】通過實驗驗證可知猜想Ⅳ正確．
故答案為：【提出猜想】4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C；
【實驗】Na₂CO₃；③；NaOH中有氫元素而反應物中沒有氫元素，根據(jù)質量守恒定律可知③錯誤；
【驗證猜想】

步驟	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	結論（燃燒產物判斷）
（1）
（2）		有白色沉淀生成
（3）	CuSO4（或CuCl2）		Na2O

完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗；
【結論】④．

點評 掌握質量守恒定律的也是守恒的思想處理問題；了解物質的鑒別與推斷的方法．