Question

探究课上，老师进行了钠在二氧化碳中燃烧的实验．实验后，同学们发现集气瓶底有黑色颗粒，瓶壁上有白色物质．
[提出问题]钠在二氧化碳中燃烧生成的黑色颗粒和白色物质是什么？
[探究活动一]探究黑色颗粒的成分
[猜想与假设]同学们根据二氧化碳中含有______，猜想黑色颗粒成分可能是炭黑．
[设计并进行实验]
实验过程，观察到黑色颗粒逐渐减少，澄清石灰水变浑浊．
[得出结论]上述实验证明同学们的猜想是______（选填“正确”或“错误”）的．硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为______ CO₂

Answer

（1）根据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变；根据能够使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，又因为二氧化碳是由黑色粉末与氧气反应得到的物质，所以黑色物质是碳，方程式是根据方程式的书写方法来考虑；根据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变来考虑，氢氧化钠是否正确；由于可能是氧化钠、碳酸钠，所以有一种考虑方法就是可能是二者的混合物；判断碳酸钠的存在，就是判断碳酸根离子的存在，所以加入盐酸有气体产生即可；
（2）加入足量的氯化钙溶液发生了碳酸钠与氯化钙反应的方程式．由于氧化钠是白色固体，能与水反应生成氢氧化钠，氯化钙与碳酸钠已经反应完了，所以把碳酸根离子除去后．再加入酚酞试液变红说明溶液显碱性，能够证明碳酸根离子的存在即可，碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳和水；钠与二氧化碳反应的实例可知生成物中含有碳和碳酸钠，所以方程式的书写要考虑书写方法．
【解析】
[猜想与假设]由于黑色颗粒成分可能是炭黑，并且反应物是碳和二氧化碳，在反应前后元素种类是不变的；所以生成炭黑是由于生成物中含有碳元素；由于是黑色颗粒是与氧气反应，并且生成二氧化碳，说明反应物中含有碳元素；硬质玻璃管内发生反应的反应物是碳和氧气，生成物是二氧化碳；由于反应前后元素种类不变，所以不可能含有氢氧化钠，因为二氧化碳和碳中不含有氢元素所以生成物中不可能含有氢氧化钠；所以生成物可能是二者的混合物；（1）鉴别碳酸根离子主要是判断它们与碳酸根离子是否产生气体、沉淀和水；（2）由于碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钠显中性，消耗了碳酸钠并消耗了原料； 由于氧化钠是白色固体，能与水反应生成氢氧化钠，氯化钠是显中性，所以将固体溶于水，不变色说明没有氧化钠等物质的支持；根据钠和二氧化碳反应生成碳和碳酸钠可知反应物中含有钠和碳酸钠．
故答案为：
[猜想与假设]碳元素；[得出结论]正确；C+O2CO2；反应物中没有氢元素；Na2O；Na2CO3；
（1）加入盐酸，有气泡产生；
（2）Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3↓；无色酚酞试液；溶液不变色；4Na+3CO2C+2Na2CO3．