Question

12．化学小组同学针对二氧化碳进行趣味实验：将燃烧的钠迅速伸入到盛有二氧化碳的集气瓶中，钠继续燃烧，冷却后瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附粘附着白色物质．
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么？
【查阅资料】氧化钠为白色粉末，与与氧化钙的性质相似遇水能发生反应．
【做出猜想】甲认为生成的黑色颗粒是炭；白色物质可能是：①氧化钠、②碳酸钠、③氧化钠与碳酸钠的混合物．乙认为白色物质还可能是氢氧化钠或碳酸氢钠．甲认为乙的猜想是错误的，理由是反应物中无氢元素．
【实验探究】甲通过实验分析，确定黑色颗粒是炭，并对白色物质进行实验探究．

方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取样品少量于试管中，向其中加入足量的稀盐酸	产生气泡	白色物质是碳酸钠
方案2	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质为氧化钠
方案3	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的氯化钙溶液	出现白色沉淀	白色物质是碳酸钠
	②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加酚酞（或硫酸铜）（要求：所填试剂属于不同类别）	无明显现象

【反思评价】你认为方案1是否合理：不合理（填“合理”或“不合理”）
丙认为方案2得到的结论不正确，理由是碳酸钠在溶液中也显碱性．
【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\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
通过以上探究还能获得哪些结论：燃烧不一定要有氧气参加（写一条）．

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，白色物质是什么？根据后面的实验结论和现象可猜到白色物质只能是Na₂CO₃，根据化学中质量守恒，决不可能是氢氧化钠，因为反应物中无氢元素；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．

解答 解：【做出猜想】根据质量守恒定律可知，在化学反应前后，元素种类不变，所以乙的猜想是错误的，理由是反应物中无氢元素；
【实验探究】
碳酸钠和氯化钙会生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钙、氯化钠都显中性，碳酸钠会与硫酸铜反应生成蓝色的碳酸铜沉淀，所以

方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取样品少量于试管中，向其中加入足量的稀盐酸	产生气泡	白色物质是碳酸钠
方案2	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质为氧化钠
方案3	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的氯化钙溶液	出现白色沉淀	白色物质是碳酸钠
	②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加酚酞（或硫酸铜）（要求：所填试剂属于不同类别）	无明显现象

【反思评价】碳酸氢钠和盐酸反应也会生成二氧化碳气体，所以方案1不合理；
酸碱指示剂只能指示溶液的酸碱性，不会区分出酸、碱、盐，有的盐也显碱性，比如碳酸钠，所以方案2得到的结论不正确；
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和碳，化学方程式为：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
通过以上探究，还能获得结论：燃烧不一定要有氧气参加；金属Na着火不能用CO₂灭火．
故答案为：【做出猜想】反应物中无氢元素；
【实验探究】

方案	实验操作	实验现象	结论
方案1
方案2
方案3
	酚酞，硫酸铜

【反思评价】不合理；
碳酸钠在溶液中也显碱性；
【得出结论】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
燃烧不一定要有氧气参加．

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．