Question

14．在化學課上，甲同學將燃燒的鈉迅速伸入到盛有CO₂的集氣瓶中，鈉在其中繼續燃燒，反應后冷卻，瓶底附著黑顆粒，瓶壁上粘附著白色物質．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質是什么？
【進行猜想】甲認為黑色顆粒是碳，白色物質可能是Na₂O或Na₂CO₃，乙同學還認為白色物質是氫氧化鈉．甲同學立刻認為乙同學的猜想是錯誤的，其理由是反應物中無氫元素．
【查閱資料】氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉：Na₂O+H₂O=2NaOH
【實驗探究】甲同學對白色物質進行實驗探究．
方案1：實驗操作：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．
實驗現象：溶液變成紅色，結論：白色物質為Na₂O
方案2：實驗操作（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．
實驗現象：出現白色沉淀
實驗操作（2）靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無色酚酞試液，實驗現象：無明顯現象，結論：白色物質是Na₂CO₃．
丙同學認為方案1得到的結論不正確，其理由是Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅．
鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 根據質量守恒定律，分析鈉在氧氣中燃燒所得白色固體的為何物，并結合材料中氧化鈉的介紹和碳酸鈉的性質，通過實驗探究進行檢驗．

解答 解：[進行猜想]反應前兩種物質二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，根據質量守恒定律，反應前后元素不變，可判斷燃燒中產生的黑色物質可能為碳，白色固體為Na₂O或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質的混合物；而不可能是NaOH，因為反應前并不含有H元素以；故答案為：碳，Na₂CO₃，反應物中無氫元素
[實驗探究]加入CaCl₂溶液出現白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；碳酸鈉完全反應后，向溶液中滴加酚酞無明顯現象，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]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溶液顯堿性也會使酚酞變紅；
[得出結論]根據探究過程可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和炭；故答案為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

點評 碳酸鈉與氯化鈣反應，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溶液中是否存在氫氧化鈉．