Question

探究課上，老師進行了鈉在二氧化碳中燃燒的實驗．實驗后，同學們發(fā)現集氣瓶底有黑色顆粒，瓶壁上有白色物質．
[提出問題]鈉在二氧化碳中燃燒生成的黑色顆粒和白色物質是什么？
[探究活動一]探究黑色顆粒的成分
[猜想與假設]同學們根據二氧化碳中含有________，猜想黑色顆粒成分可能是炭黑．
[設計并進行實驗]
實驗過程，觀察到黑色顆粒逐漸減少，澄清石灰水變渾濁．
[得出結論]上述實驗證明同學們的猜想是________（選填“正確”或“錯誤”）的．硬質玻璃管內發(fā)生反應的化學方程式為________．
[探究活動二]探究白色物質的成分
[猜想與假設]同學們對白色物質的成分做出以下猜想：
Ⅰ是氧化鈉；Ⅱ是碳酸鈉；Ⅲ是氫氧化鈉．
小雨同學通過對物質組成元素的分析，認為“猜想Ⅲ”是錯誤的．原因是________．
林陽同學認為白色物質的成分還可能是________（填化學式，下同）和________的混合物．
[查閱資料]氧化鈉是白色固體，能與水反應生成氫氧化鈉．
[驗證猜想]（1）請寫出證明白色物質中含有碳酸鈉的實驗步驟和現象：________．
（2）填寫證明白色物質不含氧化鈉的實驗報告．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①除去溶液中的碳酸鈉． 取少量白色物質于試管中，加水溶解，再加入足量的氯化鈣溶液．	白色沉淀生成	產生沉淀的化學方程式是 ________
②證明白色物質中不含氧化鈉． 取少量實驗①所得的溶液于另一試管中，加入________．	________	不含氧化鈉

[交流與討論]綜合上述探究活動的結果，請寫出鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式________．

Answer 1

解：[猜想與假設]由于黑色顆粒成分可能是炭黑，并且反應物是碳和二氧化碳，在反應前后元素種類是不變的；所以生成炭黑是由于生成物中含有碳元素；由于是黑色顆粒是與氧氣反應，并且生成二氧化碳，說明反應物中含有碳元素；硬質玻璃管內發(fā)生反應的反應物是碳和氧氣，生成物是二氧化碳；由于反應前后元素種類不變，所以不可能含有氫氧化鈉，因為二氧化碳和碳中不含有氫元素所以生成物中不可能含有氫氧化鈉；所以生成物可能是二者的混合物；（1）鑒別碳酸根離子主要是判斷它們與碳酸根離子是否產生氣體、沉淀和水；（2）由于碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，氯化鈉顯中性，消耗了碳酸鈉并消耗了原料； 由于氧化鈉是白色固體，能與水反應生成氫氧化鈉，氯化鈉是顯中性，所以將固體溶于水，不變色說明沒有氧化鈉等物質的支持；根據鈉和二氧化碳反應生成碳和碳酸鈉可知反應物中含有鈉和碳酸鈉．
故答案為：
[猜想與假設]碳元素；[得出結論]正確；C+O₂CO₂；反應物中沒有氫元素；Na₂O；Na₂CO₃；
（1）加入鹽酸，有氣泡產生；
（2）Na₂CO₃+CaCl₂═2NaCl+CaCO₃↓；無色酚酞試液；溶液不變色；4Na+3CO₂C+2Na₂CO₃．
分析：（1）根據質量守恒定律可知反應前后元素種類不變；根據能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，又因為二氧化碳是由黑色粉末與氧氣反應得到的物質，所以黑色物質是碳，方程式是根據方程式的書寫方法來考慮；根據質量守恒定律可知反應前后元素種類不變來考慮，氫氧化鈉是否正確；由于可能是氧化鈉、碳酸鈉，所以有一種考慮方法就是可能是二者的混合物；判斷碳酸鈉的存在，就是判斷碳酸根離子的存在，所以加入鹽酸有氣體產生即可；
（2）加入足量的氯化鈣溶液發(fā)生了碳酸鈉與氯化鈣反應的方程式．由于氧化鈉是白色固體，能與水反應生成氫氧化鈉，氯化鈣與碳酸鈉已經反應完了，所以把碳酸根離子除去后．再加入酚酞試液變紅說明溶液顯堿性，能夠證明碳酸根離子的存在即可，碳酸根離子與酸反應能產生二氧化碳和水；鈉與二氧化碳反應的實例可知生成物中含有碳和碳酸鈉，所以方程式的書寫要考慮書寫方法．
點評：根據所做題目的已知可知反應后生成物已知條件可推出反應物的特點，檢驗碳酸根離子的存在就是加入鹽酸看是否有氯化鈣的生成．