Question

9．通過“金屬和金屬材料”和“燃燒”的復習，同學們對課本上“活動性較強的金屬一般可以將位于其后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”以及“支持燃燒的氣體一般是氧氣”這兩句話產生了質疑．在老師的幫助下，用金屬鈉來探究下列問題：
提出問題：1、金屬鈉能否置換出硫酸銅溶液中的銅？
                 2、金屬鈉能否在其他氣體（如：CO₂）中燃燒？
資料查閱：金屬Na性質活潑，常溫下，它極易與氧氣反應生成白色固體氧化鈉，氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉．金屬鈉還可以與水劇烈反應放出氫氣．
實驗探究：
實驗一：①在實驗室中，金屬鈉保存在煤油中；
②用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面煤油后投入硫酸銅溶液中，觀察到溶液中出現藍色沉淀，但沒有紅色的物質析出；
③按照步驟②將金屬鈉投入水中，反應結束后滴加酚酞溶液，發現溶液變紅．
實驗二：將燃燒的鈉迅速伸入盛有CO₂的集氣瓶中，觀察到鈉在CO₂中繼續燃燒，反應后冷卻，瓶內附著黑色顆粒，并粘附著白色物質．
問題討論
（1）根據上述資料寫出鈉塊投入水中所發生的反應方程式：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑．
（2）實驗二中生成的黑色顆粒是C（填化學式），而白色物質可能是什么呢？
①同學們圍繞白色物質可能是什么產生如下猜想：甲認為白色物質是氧化鈉，乙認為是碳酸鈉，丙認為是氧化鈉和碳酸鈉的混合物，丁認為是氫氧化鈉．我認為丁的猜想是錯誤的，理由是反應物中沒有氫元素．
②對白色物質是什么進行實驗再探究，方案設計如下：
方案1：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，過濾，向濾液中加入無色酚酞試液，觀察到溶液變成紅色，結論：白色物質中一定有氧化鈉．
方案2：取該樣品少量于試管里，滴加足量稀鹽酸，溶液中有氣泡冒出，結論：白色物質中一定有碳酸鈉．
方案3：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，過濾，向濾液中加入過量的B溶液（填標號）（供選試劑：A、石灰水B、氯化鈣溶液　C、硫酸銅溶液），出現白色沉淀，然后過濾，再向溶液里滴加無色酚酞試液，無明顯現象出現．則乙（在甲、乙、丙中選）的猜想成立．
③評價與反思：小娟同學認為實驗方案1得出的結論不正確，其理由是碳酸鈉溶液也是堿性的．實驗室中的金屬鈉著火時，你的滅火方法是用黃沙掩埋．

Answer 1

分析 仔細閱讀材料后，發現是圍繞著金屬鈉的化學性質進行探究與分析，由于鈉是一種化學性質非常活潑的金屬，因此就表現出一些特殊性質，同學們要拋卻思維定勢，從資料查閱和實驗現象入手大膽分析猜想，從而得出正確答案．

解答 解：（1）金屬鈉可以與水劇烈反應放出氫氣，可以理解為鈉置換出水中的氫，把水看做HOH就比較好理解了．
答案為：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑
（2）鈉在CO₂中燃燒后瓶內附著黑色顆粒，從反應物的元素組成來分析，黑色顆粒只能是碳，而白色物質可能是氧化鈉或碳酸鈉或二者的混合物，但不能是氫氧化鈉，因為反應物中沒有氫元素．氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉，所以其水溶液呈堿性，碳酸鈉溶液也呈堿性，鑒別它們時不能只用酚酞，要鑒別碳酸根離子，
故答案為：C； ①反應物中沒有氫元素，②碳酸鈉；B；乙；
③碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液都呈堿性，故用酚酞不能鑒別，金屬鈉與水反應放出氫氣，也能和二氧化碳反應，故金屬鈉著火時不能有水和二氧化碳滅火器，最好是用黃沙掩埋．
答案為：碳酸鈉溶液也是堿性的，用黃沙掩埋．

點評 本題在同學們原有的知識基礎上，進一步對鈉的性質進行探究，既培養了同學們的分析能力，又與高中知識進行接軌．