Question

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N_a2CO₃

假设3：           。

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2	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           

（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：                    

实验现象：          

（3）乙同学认为白色物质可能是NaOH，你填        （同意或不同意）该同学的观点，

并简述理由：

（4）根据假设2，写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式：                     。

Answer

假设3：白色物质可能是 Na2O和 Na2CO3 的混合物

（1）Na2CO3 的水溶液显碱性，遇酚酞变红色。

（2）滴加酚酞试液；溶液颜色没有变化（上层清液是NaCl显中性）

（3）不同意；反应物中无氢元素，违背质量守恒定律。

4 Na+3CO22 Na2CO3+C

【解析】

试题分析：钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质，根据质量守恒定律，反应前后各种元素的种类不变．反应前的元素为：碳元素、氧元素和钠元素；反应后生成的物质就应该只能由这三种元素组成。由这三种元素组成的白色物质有：Na2O和Na2CO3；因此对这三种物质进行猜想时，有三种可能：①白色物质是Na2O；②白色物质是Na2CO3；③白色物质是白色物质可能是 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）“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”，得出“白色物质是Na2O”是不严密的，白色物质也可能是Na2CO3或者是Na2O和Na2CO3，因为Na2CO3的水溶液也呈碱性，滴加酚酞溶液，溶液也会变成红色；

（2）由方案2中的结论为：“白色物质是Na2CO3”，当加入溶液后发生反应，生成碳酸钡和氯化钠，其反应的化学方程式为：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；如果白色物质中还含有Na2O，Na2O会和水反应生成氢氧化钠，由化学方程式为：Na2O+H2O=2NaOH；由第一个化学方程式可看出：静置片刻，上层清液中的物质是NaCl，只要证明是NaCl而不是NaOH就可以了．因此可以滴加酚酞试液，溶液颜色没有变化就可以了；（证明上层清液是NaCl，显中性）；

（3）根据质量守恒定律，反应前后各种元素的种类不变．钠在二氧化碳中燃烧，反应前的元素为：碳元素、氧元素和钠元素；反应后生成的物质就应该只能由这三种元素组成．而NaOH由Na、O和H元素组成，反应前反应物中不含氢元素所以该同学的观点是错误的；

（4）由上面的结论可以看出钠在二氧化碳中燃烧，生成的白色物质是Na2CO3，和另外一种黑色物质，这种黑色物质中含有Na、C和O三种元素中的一种或多种，由于是黑色的，可以判定其为碳。所以化学方程式为：4Na+3CO22Na2CO3+C。

考点：实验探究