Question

【題目】某化學興趣小組在一次實驗活動中發現鈉能在二氧化碳中燃燒，他們對鈉在二氧化碳氣體中燃燒后生成的白色物質進行了如下探究：

實驗：將燃燒的鈉迅速伸入到盛滿二氧化碳的集氣瓶中，鈉在其中繼續燃燒至完全，反應后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上附著白色物質。

查資料：Na2O+H2O=2NaOH

提出假設：燃燒后瓶璧上附著的白色物質是什么？

假設1：白色物質是Na2O。

假設2：白色物質是Na2CO3

假設3： 。

設計實驗方案，驗證假設

實驗方案	實驗操作	實驗現象	結論
方案1	取少量白色物質于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質是Na2O。
方案2	①取少量白色物質于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入適量BaCL2	有白色沉淀生成	白色物質是Na2CO3
	②靜置片刻，取上層清液于試管中……	……

思考與交流：

（1）甲同學認為方案1得到的結論不正確，其理由是

（2）根據方案2的結論，補齊方案2中②的實驗操作，并寫出相應的實驗現象。

實驗操作：

實驗現象：

（3）乙同學認為白色物質可能是NaOH，你填 （同意或不同意）該同學的觀點，

并簡述理由：

（4）根據假設2，寫出鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式： 。

Answer 1

【答案】假設3：白色物質可能是 Na2O和 Na2CO3 的混合物

（1）Na2CO3 的水溶液顯堿性，遇酚酞變紅色。

（2）滴加酚酞試液；溶液顏色沒有變化（上層清液是NaCl顯中性）

（3）不同意；反應物中無氫元素，違背質量守恒定律。

4 Na+3CO22 Na2CO3+C

【解析】

試題分析：鈉在二氧化碳氣體中燃燒后生成的白色物質，根據質量守恒定律，反應前后各種元素的種類不變．反應前的元素為：碳元素、氧元素和鈉元素；反應后生成的物質就應該只能由這三種元素組成。由這三種元素組成的白色物質有：Na2O和Na2CO3；因此對這三種物質進行猜想時，有三種可能：①白色物質是Na2O；②白色物質是Na2CO3；③白色物質是白色物質可能是 Na2O和Na2CO3的混合物．故答案為：白色物質可能是Na2O和Na2CO3的混合物；

（1）“取少量白色物質于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞試液，溶液變成紅色”，得出“白色物質是Na2O”是不嚴密的，白色物質也可能是Na2CO3或者是Na2O和Na2CO3，因為Na2CO3的水溶液也呈堿性，滴加酚酞溶液，溶液也會變成紅色；

（2）由方案2中的結論為：“白色物質是Na2CO3”，當加入溶液后發生反應，生成碳酸鋇和氯化鈉，其反應的化學方程式為：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；如果白色物質中還含有Na2O，Na2O會和水反應生成氫氧化鈉，由化學方程式為：Na2O+H2O=2NaOH；由第一個化學方程式可看出：靜置片刻，上層清液中的物質是NaCl，只要證明是NaCl而不是NaOH就可以了．因此可以滴加酚酞試液，溶液顏色沒有變化就可以了；（證明上層清液是NaCl，顯中性）；

（3）根據質量守恒定律，反應前后各種元素的種類不變．鈉在二氧化碳中燃燒，反應前的元素為：碳元素、氧元素和鈉元素；反應后生成的物質就應該只能由這三種元素組成．而NaOH由Na、O和H元素組成，反應前反應物中不含氫元素所以該同學的觀點是錯誤的；

（4）由上面的結論可以看出鈉在二氧化碳中燃燒，生成的白色物質是Na2CO3，和另外一種黑色物質，這種黑色物質中含有Na、C和O三種元素中的一種或多種，由于是黑色的，可以判定其為碳。所以化學方程式為：4Na+3CO22Na2CO3+C。