Question

12．某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為探究金屬鈉能否與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將燃燒的鈉迅速伸入到盛有裝滿CO₂的集氣瓶中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上黏附著白色物質(zhì)．為確定白色產(chǎn)物，該小組同學(xué)進(jìn)一步展開探究．
Ⅰ、通過分析，對白色產(chǎn)物成分的可能情況提出了如下幾種假設(shè)：
假設(shè)1：白色產(chǎn)物為Na₂O
假設(shè)2：白色產(chǎn)物為Na₂CO₃
假設(shè)3：白色產(chǎn)物為Na₂O和Na₂CO₃混合物
Ⅱ、為驗(yàn)證假設(shè)3正確，該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請你幫他們完成下表內(nèi)容．
限選試劑：蒸餾水、2mol/L H₂SO₄、BaCl₂溶液、澄清石灰水、酚酞試劑、稀鹽酸等；實(shí)驗(yàn)儀器任選．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論

Ⅲ、思考與交流：
①若假設(shè)2正確，則金屬鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
②有同學(xué)認(rèn)為如果CO₂足量則不會生成黑色物質(zhì)，且白色產(chǎn)物成分也可以確定．此時(shí)的化學(xué)方程式為：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO．

Answer 1

分析 Ⅰ．鈉在二氧化碳中燃燒生成的白色固體可能為Na₂O、Na₂CO₃或Na₂O和 Na₂CO₃混合物；
Ⅱ．為驗(yàn)證假設(shè)3正確，取少量白色物質(zhì)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，說明含有碳酸鈉，靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液變紅色，說明一定有氧化鈉，因?yàn)檠趸�鈉和水反應(yīng)一定生成氫氧化鈉溶液；
Ⅲ．①若假設(shè)2正確，鈉在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳酸鈉和碳單質(zhì)；
②過量的二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳，白色固體為碳酸鈉；

解答 解：Ⅰ．鈉在二氧化碳中燃燒生成的白色固體可能為Na₂O、Na₂CO₃或Na₂O和 Na₂CO₃混合物，
故答案為：Na₂O和 Na₂CO₃混合物；
Ⅱ．驗(yàn)證假設(shè)3正確，取少量白色物質(zhì)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，說明含有碳酸鈉，靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液變紅色，說明一定有氧化鈉，因?yàn)檠趸�鈉和水反應(yīng)一定生成氫氧化鈉溶液，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
	取少量白色物質(zhì)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， 靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液	出現(xiàn)白色沉淀 溶液變成紅色	說明含有碳酸鈉 說明白色物質(zhì)為Na2O

Ⅲ．①若假設(shè)2正確，鈉在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳酸鈉和碳單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C，
故答案為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
②過量的二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳，白色固體為碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO，
故答案為：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO；

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的組成探究，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注重于物質(zhì)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，反應(yīng)現(xiàn)象的分析判斷，反應(yīng)產(chǎn)物的分析判斷，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是解題判斷的關(guān)鍵，題目難度中等．