Question

4．化学课上，李芹同学将燃烧的金属钠迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，发现钠在其中继续燃烧，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是什么？
【进行猜想】你认为黑色物质是碳，小明认为白色物质是氧化钠，小华认为是氢氧化钠，你认为白色物质还可能是碳酸钠．
李芹同学认为小华的猜想是错误的，其理由是化学反应前后元素种类不变，在反应物中无氢元素．
【查阅资料】CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl　氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠．
【实验探究】李芹同学对白色物质进行实验探究．
实验方案1：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色，结论：白色物质为氧化钠．
实验方案2：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl₂溶液，出现白色沉淀，然后过滤，再向溶液里滴加无色酚酞试液，无明显现象出现．结论：白色物质为碳酸钠．
【反思评价】小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是碳酸钠的溶液呈碱性，也能使酚酞试液变红．
【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．不用填．

Answer 1

分析 【进行猜想】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，那么生成的物质也一点含有这几种元素，那么黑色固体物质只能是碳，可以据此解答该题；
【实验探究】根据实验现象和物质的性质推测生成的白色物质；
【反思评价】依据碳酸钠溶液也显碱性分析解答；
【得出结论】根据上述分析可以知道，二氧化碳和钠反应生成了碳和碳酸钠，可以据此写出该反应的化学方程式．

解答 解：【进行猜想】反应前两种物质二氧化碳和钠中共Na、C、O三种元素，根据质量守恒定律，反应前后元素不变，可判断燃烧中产生的黑色物质可能为碳，白色固体为Na₂O或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃两种物质的混合物；而不可能是NaOH，因为反应前并不含有H元素；
【实验探究】加入CaCl₂溶液出现白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠；碳酸钠完全反应后，向溶液中滴加酚酞无明显现象，说明溶液中不含有氢氧化钠，因此原白色固体中不含有Na₂O；
【反思评价】碳酸钠溶液呈碱性也可以使无色酚酞变红，因此，不能得出溶液一定含氢氧化钠的结论，即不能由此判断白色固体为氧化钠；故答案为：Na₂CO₃溶液显碱性也会使酚酞变红
【得出结论】根据探究过程可知，钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和炭，反应方程式是：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
故答案为：【进行猜想】碳，碳酸钠，化学反应前后元素种类不变，在反应物中无氢元素；
【实验探究】碳酸钠（Na₂CO₃）；
【反思评价】碳酸钠的溶液呈碱性，也能使酚酞试液变红；
【得出结论】4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．

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，关键是掌握相关知识，理解题意，找到准确的出发点进行解答．