Question

（12分）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO₂气体中燃烧。他们对钠在CO₂气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：

[实验]将燃烧的钠迅速伸入装满CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。

[提出假设]

假设1：白色物质是Na₂O。

假设2：白色物质是Na₂CO₃。

假设3：白色物质是Na₂O和Na₂CO₃的混合物。

[设计实验方案验证假设]该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：

实验 方案	实验操作	实验 现象	结论
方案1	取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变 成红色	白色物质为Na2O
方案2	①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液	出现白 色沉淀
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液	无明显现象

（1）甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是____________________。

（2）乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为____________________。

（3）通过方案1和方案2的实验，你认为上述三个假设中，________成立。

（4）钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为__________________________________________。

（5）丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点，并简述理由：______________、

________________________________________________________。

Answer

（1）Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞变红，且也有可能是Na2O和Na2CO3的混合物 （2）Na2CO3

（3）假设2 方案2①中出现的白色沉淀是CaCO3或Ca(OH)2；方案2②中滴加无色酚酞试液无明显现象，说明燃烧后的白色产物中没有Na2O存在，所以燃烧后的白色产物中仅有Na2CO3，白色沉淀为CaCO3

（4）4Na＋3CO22Na2CO3＋C

（5）不同意，因为反应物中无氢元素(或违背质量守恒定律)(其他合理解释也对)

【解析】

试题分析：钠在二氧化碳中燃烧生成的白色固体可能为Na2O、Na2CO3或Na2O和 Na2CO3混合物，

（1）取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液溶液变红，原因有，可以是生成的氧化钠溶于水和水反应生成氢氧化钠溶液的作用，也可以碳酸钠溶液水解显碱性的作用，也可以是二者的混合物，所以方案1不正确；

（2）取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液，出现白色沉淀，说明含有碳酸钠，静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液无变化，说明一定无氧化钠，因为氧化钠和水反应一定生成氢氧化钠溶液，故答案为：Na2CO3；

（3）依据上述分析和现象判断，假设2正确；因为取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液，出现白色沉淀，说明含有碳酸钠，静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液无变化，说明一定无氧化钠，因为氧化钠和水反应一定生成氢氧化钠溶液；

（4）依据现象和实验分析判断钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，反应的化学方程式为：4Na+3CO22Na2CO3+C；

（5）丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠．是错误的，在反应过程中，是钠在二氧化碳气体中 的燃烧反应，无氢元素的存在，实验依据元素守恒可置换不可能生成氢氧化钠。

考点：考查物质的组成探究的实验方案设计与评价