Question

14．在化學(xué)課上，甲同學(xué)將燃燒的鈉迅速伸入到盛有CO₂的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附著黑顆粒，瓶壁上粘附著白色物質(zhì)．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質(zhì)是什么？
【進(jìn)行猜想】甲認(rèn)為黑色顆粒是碳，白色物質(zhì)可能是Na₂O或Na₂CO₃，乙同學(xué)還認(rèn)為白色物質(zhì)是氫氧化鈉．甲同學(xué)立刻認(rèn)為乙同學(xué)的猜想是錯(cuò)誤的，其理由是反應(yīng)物中無氫元素．
【查閱資料】氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉：Na₂O+H₂O=2NaOH
【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)對白色物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
方案1：實(shí)驗(yàn)操作：取樣品少量于試管中，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．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成紅色，結(jié)論：白色物質(zhì)為Na₂O
方案2：實(shí)驗(yàn)操作（1）取樣品少量于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其加入過量的CaCl₂溶液．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：出現(xiàn)白色沉淀
實(shí)驗(yàn)操作（2）靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象，結(jié)論：白色物質(zhì)是Na₂CO₃．
丙同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是Na₂CO₃溶液顯堿性也會(huì)使酚酞變紅．
鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，分析鈉在氧氣中燃燒所得白色固體的為何物，并結(jié)合材料中氧化鈉的介紹和碳酸鈉的性質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行檢驗(yàn)．

解答 解：[進(jìn)行猜想]反應(yīng)前兩種物質(zhì)二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素不變，可判斷燃燒中產(chǎn)生的黑色物質(zhì)可能為碳，白色固體為Na₂O或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質(zhì)的混合物；而不可能是NaOH，因?yàn)榉磻?yīng)前并不含有H元素以；故答案為：碳，Na₂CO₃，反應(yīng)物中無氫元素
[實(shí)驗(yàn)探究]加入CaCl₂溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；碳酸鈉完全反應(yīng)后，向溶液中滴加酚酞無明顯現(xiàn)象，說明溶液中不含有氫氧化鈉，因此原白色固體中不含有Na₂O；
故答案為：Na₂CO₃；
[反思評價(jià)]碳酸鈉溶液呈堿性也可以使無色酚酞變紅，因此，不能得出溶液一定含氫氧化鈉的結(jié)論，即不能由此判斷白色固體為氧化鈉；故答案為：Na₂CO₃溶液顯堿性也會(huì)使酚酞變紅；
[得出結(jié)論]根據(jù)探究過程可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和炭；故答案為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

點(diǎn)評 碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，而氯化鈉溶液、氯化鈣溶液均呈中性，不再影響用酚酞檢驗(yàn)溶液中是否存在氫氧化鈉．