题目内容

13.某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在二氧化碳中燃烧,他们对钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究:
实验:将燃烧的钠迅速伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中,钠在其中继续燃烧至完全,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上附着白色物质.
查资料:Na2O+H2O=2NaOH
提出假设:燃烧后瓶璧上附着的白色物质是什么?
假设1:白色物质是Na2O.
假设2:白色物质是Na2CO3
假设3:白色物质可能是Na2O和Na2CO3的混合物.
设计实验方案,验证假设
实验方案实验操作实验现象结论
方案1取少量白色物质于试管中,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是Na2O.
方案2①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入适量BaCl2有白色沉淀生成白色物质是Na2CO3
 
②静置片刻,取上层清液于试管中…….
思考与交流:
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是Na2CO3的水溶液显碱性,遇酚酞变红色
(2)根据方案2的结论,补齐方案2中②的实验操作,并写出相应的实验现象.
实验操作:滴加酚酞试液          实验现象:溶液颜色没有变化(上层清液是NaCl显中性)
(3)乙同学认为白色物质可能是NaOH,你填不同意(同意或不同意)该同学的观点,并简述理由:反应物中无氢元素,违背质量守恒定律
(4)根据假设2,写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式:4Na+3CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C.

分析 假设3:白色物质还可能是二者的混合物;
(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致其溶液呈碱性,无色酚酞试液遇碱溶液变红色;
(2)氯化钡和碳酸钠反应生成白色碳酸钡沉淀同时生成NaCl,NaCl溶液呈中性,酚酞试液在中性溶液中呈无色;
(3)任何化学反应中都遵循质量守恒定律,即存在元素守恒、各元素的原子个数守恒;
(4)钠和二氧化碳在点燃条件下反应生成碳酸钠和C,根据反应物、生成物及反应条件书写方程式.

解答 解:氧化钠和碳酸钠都是白色固体,所以白色物质可能是Na2O和Na2CO3的混合物,故答案为:白色物质可能是Na2O和Na2CO3的混合物;
(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,CO32-水解导致其溶液中c(OH-)>c(H+),则溶液呈碱性,无色酚酞试液遇碱溶液变红色,所以如果滴加酚酞后溶液呈红色,不能说明白色固体是氧化钠,
故答案为:Na2CO3的水溶液显碱性,遇酚酞变红色;
(2)氯化钡和碳酸钠反应生成白色碳酸钡沉淀同时生成NaCl,NaCl是强酸强碱盐,钠离子和氯离子都不水解,导致其溶液呈中性,酚酞试液在中性溶液中呈无色,所以实验操作是滴加酚酞试液,看到的现象是溶液颜色无变化,就说明白色固体是碳酸钠,
故答案为:滴加酚酞试液;溶液颜色没有变化(上层清液是NaCl显中性);
(3)任何化学反应中都遵循质量守恒定律,即存在元素守恒、各元素的原子个数守恒,反应物中没有H元素,所以不能生成NaOH,故答案为:不同意;反应物中无氢元素,违背质量守恒定律;
(4)在点燃条件下,钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和C,反应方程式为4Na+3CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C,故答案为:4Na+3CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C.

点评 本题考查探究物质的组成,涉及物质成分判断、离子检验、盐类水解、质量守恒定律等知识点,明确物质的性质及实验原理是解本题关键,可以类比镁和二氧化碳的反应结合假设2书写方程式,题目难度不大.

练习册系列答案
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5.节能减排是当下环境保护的重点.
(1)将CO和气态水通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反
应:CO (g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),△H<0
800℃,在2L恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,达到平衡状态,K=l.0.
 H2O CO CO2 H2
 n/mol 0.20 0.20 0 0
①从起始经过5min达到化学平衡时,用生成物CO2表示该反应的反应速率v(CO2)=0.01mol/(L•min);平衡时,容器中CO的转化率为50%.
②如图表示上述反应在tl时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况.则t2时刻发生改变的条件可能是降低温度或降低H2浓度或增大H2O(g)浓度.(写出一条)

(2)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过反应:
CO(g)+l/2O2(g)?CO2(g)降低其浓度.
①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示.请在表中的空格处填写“>““<”或“=“.
 容器编号 c(CO)/mol•L-1 c(O2))/mol•L-1 c(CO2))/mol•L-1 v(正)和v(逆)比较
Ⅰ 2.0×10-4 4.0×10-4
4.0×10-2
v(正)=v(逆)
Ⅱ 3.0×10-44.0×10-4 5.0×10-2 v(正)>v(逆)
②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为l.0×10-5mol/L和1.0×l0-4mol/L.若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×l0-4mol/L,则最终尾气中CO的浓度为1.1×10-6mol/L(请保留两位有效数字).
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSp=2.8×l0-9.现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×l0-4mol/L,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5mol/L.

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