Question

某化學課外興趣小組為探究Na與CO₂的反應進行了如下實驗（實驗部分裝置如右圖所示）：向盛有Na的裝置A中通入純凈、干燥的CO₂，當觀察到裝置B中剛好出現渾濁時，點燃酒精燈，同時繼續緩緩通入CO₂，Na劇烈燃燒，產生白煙，燃燒結束后裝置A中有黑色固體和白色固體生成．
【資料卡】
（1）K、Ca、Na等活潑金屬的氧化物均可與水反應生成對應的堿；
（2）鈉為銀白色金屬，過氧化鈉為淡黃色固體．
【提出問題】白色固體含有什么物質？
【猜想與假設】小李猜：白色固體含有①______；
小剛猜：白色固體含有Na₂O；
小芳猜：白色固體含有NaOH
【實驗驗證】

實驗操作步驟	實驗現象	實驗結論
（1）取少量白色固體放入足量水中	白色固體完全溶解
（2）取（1）中少量溶液，加入②______	產生大量氣泡	小李的猜想成立
（3）另取（1）中少量溶液③______	④______	小剛的猜想成立

小李和小剛一致認為小芳的猜想不成立，他們的理由是⑤______．
【反思提高】Na在CO₂中燃燒存在多個反應、生成多種物質．請你寫出其中生成物僅為一種白色固體與一種黑色固體的反應的化學方程式：⑥______ 2Na₂CO₃+C或
4Na+CO₂ 2Na₂O+C

Answer 1

【答案】分析：【猜想與假設】：根據質量守恒定律，反應物中含有鈉元素、氧元素、碳元素，生成物中也應該含有這些元素，所以可推斷小李的猜想；
【實驗驗證】：檢驗碳酸鈉可用稀鹽酸，產生的現象是“產生大量的氣泡”，說明碳酸鈉和鹽酸的反應發生了；
用氯化鈣把碳酸鈉消耗完后，剩余的物質氧化鈉會與水生成對應的堿，即氫氧化鈉，所以加入2～3滴酚酞試液；溶液呈紅色，則小剛的猜想成立；
從化學反應都遵循質量守恒定律分析小芳的猜想；
反思提高：從質量守恒定律角度書寫化學方程式，反應物為鈉和二氧化碳，而生成物為碳酸鈉或氧化鈉和碳．
解答：解：猜想與假設：根據質量守恒定律，判定生成物，故小李的猜想為：白色固體含有 Na₂CO₃；
【實驗驗證】：應用逆推法結合題中的已知條件，由實驗結論，推斷此題中的現象或步驟，檢驗碳酸鈉用稀鹽酸，檢驗氫氧化鈉要先用氯化鈣除去碳酸鈉，再用酚酞試液檢驗溶液的酸堿性；化學反應前后元素的種類不變，由此可分析小芳的猜想錯誤．故答案為

實驗操作步驟	實驗現象	實驗結論
（1）
（2）②足量稀鹽酸
（3）另取（1）中少量溶液③加入足量氯化鈣溶液，待沉淀完全后，加入2～3滴酚酞試液；	④溶液呈紅色

⑤不符合質量守恒定律，反應物中沒有氫元素．
【反思提高】根據Na在CO₂中燃燒的生成物，其中生成物僅為一種白色固體與一種黑色固體的反應的化學方程式為：⑥4Na+3CO₂ 2Na₂CO₃+C或4Na+CO₂ 2Na₂O+C．
【拓展應用】結合鈉能與二氧化碳反應，可推斷K、Ca、Na等活潑金屬發生的火災不能用二氧化碳滅火器滅火；因為 K、Ca、Na等活潑金屬能在二氧化碳中繼續燃燒．
故答案為：K、Ca、Na等活潑金屬能在二氧化碳中繼續燃燒
點評：本題考查了如何探究物質的性質和變化規律，掌握反應現象與本質的聯系；學會利用猜想和實驗驗證的方法，進行探究物質的組成成分以及含量．