Question

1．在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入带盛有CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质．
【提出问题】：黑色颗粒和白色物质可能是什么呢？
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是C，白色物质可能是Na₂O或Na₂CO₃．
乙同学还认为白色物质是氢氧化钠．甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是反应物中没有氢元素，不符合质量守恒定律．
【查阅资料】：1．氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠．：Na₂O+H₂O═2NaOH
             2．Na₂CO₃溶液呈碱性．氯化钙溶液、氯化钠溶液显中性
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究．
           现提供如下试剂：氯化钙溶液、澄清石灰水、酚酞试液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液

	实验操作	实验现象	结论
方案1	取样品少量于试管中，加入适量水，震荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞溶液	溶液变成 红色	白色物质 为Na2O
方案2	步骤一：取样品少量于试管中，加入适量水，震荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液	有白色沉淀生成	白色物质 Na2CO3
	步骤二：过滤，取少量滤液于试管中，滴加几滴酚酞试液	无色酚酞试液不变色

【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确，理由是Na₂CO₃溶液显碱性也会使酚酞变红．
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
           通过以上探究，你还能得到哪些结论燃烧不一定要有氧气参加．（写出一条即可）

Answer 1

分析 根据题干中信息可知，钠与二氧化碳中发生了反应生成一种黑色物质和一种白色物质；其中由于反应物含有钠元素、碳元素、氧元素，那么生成的物质也必须是含有这几种元素，那么黑色固体物质只能是炭．根据化学中质量守恒反应物中不含有氢元素，白色物质决不可能是氢氧化钠．根据氢氧化钠、氧化钠和碳酸钠的性质可知，钠在空气中燃烧生成碳酸钠和炭．据此分析回答有关的问题．

解答 解：【进行猜想】根据所学过的黑色物质：炭、二氧化锰、四氧化三铁、生铁和氧化铜中可以推测出应该是炭，若其他物质都违背化学反应的事实，白色物质可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O与Na₂CO₃；反应物中没有氢元素，故白色物质不是氢氧化钠；
【实验探究】由于氧化钠溶于水生成氢氧化钠、碳酸钠的溶液显碱性，都能使酚酞试液变红色．由溶液的变色可知，白色粉末可能为Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃的混合物．根据碳酸钠能与氯化钙起反应生成了碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液呈中性，无色酚酞试液不变色；氧化钠溶于水生成氢氧化钠不能与氯化钙反应，溶液呈碱性，能使酚酞试液变红色，所以白色粉末是碳酸钠．所以，填表如下：

实验步骤	实验操作	实验现象	结论
步骤一	取样品少量于试管中加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质可能是Na2O
步骤二	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量CaCl2溶液	有白色沉淀生成	白色物质为Na2CO3
	②过滤，取少量滤液于试管中，滴加几滴酚酞试液	无色酚酞试液不变色

【反思评价】Na₂O+H₂O=2NaOH，生成的氢氧化钠呈碱性，但由于Na₂CO₃ 溶液也显碱性，也会使酚酞变红，故方案1得到的结论不正确；
【评价反思】由于氯化钡（或硝酸钡等）能与碳酸钠反应生成了碳酸钡沉淀和氯化钠，溶液呈中性，也可以排除氧化钠的存在情况，也可以选用BaCl₂试液．
【得出结论】由上述分析可知，钠在二氧化碳中燃烧生成了碳酸钠和和炭，反应的化学方程式为：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．钠能在二氧化碳中燃烧说明燃烧不一定要有氧气参加；CO₂在一定条件下能支持燃烧；金属Na着火不能用CO₂灭火；金属Na与CO₂的反应属于置换反应等．
燃烧不一定要有氧气参加；CO₂在一定条件下能支持燃烧；金属Na着火不能用CO₂灭火；金属Na与CO₂的反应属于置换反应等，合理即可．
故答案为：【进行猜想】C； 反应物中没有氢元素，不符合质量守恒定律
【实验探究】：

实验步骤	实验操作	实验现象	结论
步骤一	取样品少量于试管中加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质可能是Na2O
步骤二	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量CaCl2溶液	有白色沉淀生成	白色物质为Na2CO3
	②过滤 取少量滤液于试管中，滴加几滴酚酞试液	无色酚酞试液不变色

【反思评价】Na₂CO₃溶液显碱性也会使酚酞变红；
【评价反思】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．①燃烧不一定要有氧气参加②金属Na着火不能用CO₂灭火等（合理即可）．

点评 本题是一道综合性很强的实验探究题，主要考查学生的实验探究能力、分析问题和解决问题的实际能力．解答这种综合性强的探究题，关键是理解题意，找到准确的出发点定位．