Question

7．某化学课外兴趣小组为探究Na与CO₂的反应进行了如下实验（实验部分装置如图所示）：向盛有Na的装置A中通入纯净、干燥的CO₂，当观察到装置B中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入CO₂，Na剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后装置A中有黑色固体和白色固体生成．     
【资料卡】
（1）K、Ca、Na等活泼金属的氧化物均可与水反应生成对应的碱；
（2）钠为银白色金属，过氧化钠为淡黄色固体．
【提出问题】白色固体含有什么物质？
【猜想与假设】小李猜：白色固体含有Na₂CO₃；  小刚猜：白色固体含有Na₂O；小芳猜：白色固体含有NaOH
【实验验证】

实验操作步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量白色固体放入足量水中	白色固体完全溶解
（2）取（1）中少量溶液，加入足量稀盐酸	产生大量气泡	小李的猜想成立
（3）取（1）中少量溶液，加入加入足量氯化钙溶液，待沉淀完全后，加入2-3滴酚酞试液	溶液呈红色	小刚的猜想成立

小李和小刚一致认为小芳的猜想不成立，他们的理由是违反质量守恒定律或化学反应中元素的种类不会改变的．
【反思提高】Na在CO₂中燃烧存在多个反应、生成多种物质．请你写出其中生成物仅为一种白色固体与一种黑色固体的反应的化学方程式：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
【拓展应用】K、Ca、Na等活泼金属发生的火灾能否用二氧化碳灭火器灭火不能（填“能”或”不能”），你的理由是因为钠、钾、钙都能够在二氧化碳中反应燃烧．

Answer 1

分析 【猜想与假设】
根据质量守恒定律可知，生成物可能是碳酸钠，也可能是氧化钠或碳酸钠和氧化钠的混合物；
【实验验证】
氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
【反思提高】
钠和二氧化碳在点燃条件下反应能够生成碳酸钠和碳；
【拓展应用】
二氧化碳在一般情况下可以用作灭火剂，但是在特殊情况下不能用作灭火剂．

解答 解：【猜想与假设】
白色固体中可能含有碳酸钠，或氧化钠，或氧化钠和碳酸钠．
故填：Na₂CO₃．
【实验验证】
②取①中少量溶液，加入稀盐酸，产生大量气泡，说明白色固体含有Na₂CO₃；
③取①中少量溶液，加入足量CaCl₂溶液，待沉淀完全后，加入2～3滴酚酞试液，酚酞试液变红色，说明白色固体含有Na₂O，氧化钠和水反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠溶液使酚酞试液变红色；
小芳的猜想之所以不成立，是因为反应物中不含有氢元素，因此生成物中一定不含有氢氧化钠．
【反思提高】
二氧化碳和钠反应生成碳酸钠和碳的化学方程式为：3CO₂+4Na$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
故填：3CO₂+4Na$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
【拓展应用】
K、Ca、Na等活泼金属发生的火灾不能用二氧化碳灭火器灭火，理由是二氧化碳能够支持这些物质燃烧．
故答案为：【猜想与假设】Na₂CO₃；  
【实验验证】
足量稀盐酸；加入足量氯化钙溶液，待沉淀完全后，加入2-3滴酚酞试液；溶液呈红色；
违反质量守恒定律或化学反应中元素的种类不会改变的（其它合理也给分）；
【反思提高】
4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C（或4Na+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂O+C）；
【拓展应用】
不能，因为钠、钾、钙都能够在二氧化碳中反应燃烧．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．