Question

9．學(xué)習(xí)了CO₂的有關(guān)知識(shí)后，同學(xué)們查閱資料發(fā)現(xiàn)Mg能在CO₂中燃燒：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C，所以鎂著火不能用CO₂來滅火，但沒有找到有關(guān)Na能否與CO₂反應(yīng)的介紹．于是同學(xué)們展開了鈉著火能否用CO₂來滅火的探究．
【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應(yīng)，可能的化學(xué)方程為4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【實(shí)驗(yàn)】將燃著的鈉伸入裝有CO₂的集氣瓶中，鈉能在集氣瓶中繼續(xù)燃燒．進(jìn)一步
【查閱資料】得知：
①Na₂O是白色固體，能與CO₂反應(yīng)生成Na₂CO₃，與H₂O反應(yīng)生成NaOH．
②Na₂CO₃的存在會(huì)干擾NaOH的檢測(cè)．
基于以上資料，同學(xué)們認(rèn)為鈉在CO₂中燃燒的產(chǎn)物情況有所不同，并對(duì)產(chǎn)物提出了以下幾種猜想：
①Na₂O、C；②Na₂CO₃、C；③NaOH、C；④Na₂O、Na₂CO₃、C
通過理論分析，猜想③（填序號(hào)）肯定錯(cuò)誤的，理由是NaOH中有氫元素而反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知③錯(cuò)誤．
【驗(yàn)證猜想】
步驟 實(shí)驗(yàn)操作 主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論（燃燒產(chǎn)物判斷）
（1）將產(chǎn)物溶于適量水中 部分溶解，試管底部有黑色固體 燃燒產(chǎn)物中肯定有C
（2）取少量（1）所得上層溶液，加入過量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生現(xiàn)象為有白色沉淀生成，則燃燒產(chǎn)物中肯定有Na₂CO₃
（3）取少量（2）所得上層清液，加入CuSO₄（或CuCl₂），溶液變紅，則燃燒產(chǎn)物中肯定有Na₂O
【交流討論】在步驟（2）中CaCl₂溶液為什么要加入至過量？其原是：完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗(yàn)．
【結(jié)論】猜想④（填序號(hào)）是正確的．

Answer 1

分析 【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應(yīng)，用類比的方法可書寫其發(fā)生的化學(xué)方程式；
【實(shí)驗(yàn)】根據(jù)資料，同學(xué)們認(rèn)為鈉在CO₂中燃燒的產(chǎn)物應(yīng)該與Mg在CO₂中燃燒的產(chǎn)物情況有所不同，并對(duì)產(chǎn)物提出幾種猜想；通過質(zhì)量守恒定律可知分析，猜想③肯定是錯(cuò)誤的；
【驗(yàn)證猜想】
由操作和現(xiàn)象，得出結(jié)論；或由操作和結(jié)論，推測(cè)現(xiàn)象；或由現(xiàn)象和結(jié)論，推測(cè)操作．了解在步驟（2）中CaCl₂溶液為什么要加入至過量的原因．
【結(jié)論】由猜想得結(jié)論．

解答 解：【提出猜想】鈉能發(fā)生類似于CO₂與鎂的反應(yīng)，故可用類比的方法書寫其發(fā)生的化學(xué)方程式為：4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂O+C．
【實(shí)驗(yàn)】將燃著的鈉伸入裝有CO₂的集氣瓶中，鈉能在CO₂中繼續(xù)燃燒．
進(jìn)一步查閱資料得知：①Na₂O是白色固體，能與CO₂反應(yīng)生成Na₂CO₃，與H₂O反應(yīng)生成NaOH．②Ca（OH）₂溶于水而CaCO₃不溶于水．③Na₂CO₃的存在會(huì)干擾NaOH的檢測(cè)．基于以上資料，同學(xué)們認(rèn)為鈉在CO₂中燃燒的產(chǎn)物應(yīng)該與Mg在CO₂中燃燒的產(chǎn)物情況有所不同，并對(duì)產(chǎn)物提出了以下幾種猜想：①Na₂O、C；②Na₂CO₃、C；③NaOH、C；④Na₂O、Na₂CO₃、C；
通過理論分析，猜想：③肯定是錯(cuò)誤的，理由是：NaOH中有氫元素而反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知③錯(cuò)誤．
【驗(yàn)證猜想】由操作和現(xiàn)象，得出結(jié)論；或由操作和結(jié)論，推測(cè)現(xiàn)象；或由現(xiàn)象和結(jié)論，推測(cè)操作：
（2）取少量（1）所得上層溶液，加入過量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生現(xiàn)象為有白色沉淀生成，則燃燒產(chǎn)物中肯定有Na₂CO₃
（3）取少量（2）所得上層清液，加入CuSO₄（或CuCl₂），溶液變紅，則燃燒產(chǎn)物中肯定有Na₂O；
【交流討論】在步驟（2）中CaCl₂溶液為什么要加入至過量？其原是：完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗(yàn)．
【結(jié)論】猜想④是正確的．
在步驟（2）中CaCl₂溶液要加入至過量，目的是完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗(yàn)．
【結(jié)論】通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可知猜想Ⅳ正確．
 故答案為：【提出猜想】4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂O+C；
【實(shí)驗(yàn)】Na₂CO₃；③；NaOH中有氫元素而反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知③錯(cuò)誤；
【驗(yàn)證猜想】
（2）有白色沉淀生成；
（3）CuSO₄（或CuCl₂）；Na₂O；
【交流討論】完全除去Na₂CO₃，以免Na₂CO₃干擾NaOH的檢驗(yàn)；
【結(jié)論】④．

點(diǎn)評(píng) 掌握質(zhì)量守恒定律的也是守恒的思想處理問題；了解物質(zhì)的鑒別與推斷的方法．