Question

13．课外活动时，老师演示了金属镁在二氧化碳气体中燃烧生成碳与氧化镁的实验，讲述二氧化碳气体并非是所有物质的灭火剂，引起了同学们极大的好奇．
提出问题】化学兴趣小组的同学联想到其它金属：如把金属钠、细铁丝引燃后迅速伸入到盛有CO₂的集气瓶中，两种金属是否也有类似的燃烧现象发生呢？
【进行猜想】甲同学猜想：钠、铁两种金属可能均可在二氧化碳气体中燃烧，均可产生黑色颗粒，可能分别是碳粒或者四氧化三铁，而钠燃烧后产物中的白色物质可能是Na₂O或Na₂CO₃或Na₂O和Na₂CO₃．乙同学猜想白色固体也有可能是氢氧化钠．
【小组交流】有同学认为乙同学猜想白色固体也有可能是氢氧化钠不合理，其原因是根据质量守恒，反应前后元素种类也守恒，反应前无氢元素，产物中必无氢氧化钠生成，
【查阅资料】Na₂O为白色固体，可溶于水且与水反应生成无色氢氧化钠溶液．
【进行实验】
1、将烧红的细铁丝伸入集有二氧化碳气体的集气瓶中，铁丝并未燃烧．
2、将金属钠点燃后伸进集有二氧化碳气体集气瓶中，集气瓶壁附有黑色小颗粒，产生白色固体物质．兴趣小组同学于是对产生的白色固体作进一步探究．

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中滴入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质为Na2O

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案2	①取少量样品于试管中，加入少量水，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	白色物质是碳酸钠
	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

【反思评价】不少同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是碳酸钠的水溶液显碱性，也能使酚酞变红色．
【表达交流】
根据钠、镁、铁三种金属在同样条件下与二氧化碳气体反应情况可推知三种金属的活动性最弱的是铁，写出金属钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．

Answer 1

分析 根据质量守恒，反应前后元素种类也守恒，推测生成物的化学式；
乙同学猜想固体也有可能是氢氧化钠受到大家的否定，其原因是：根据质量守恒，反应前后元素种类也守恒，反应前无氢元素，产物中必无氢氧化钠生成；
向样品的水溶液中加入无色酚酞试液，变红色不能说明白色物质为Na2O，因为碳酸钠的水溶液显碱性，也能使酚酞变红色；
将烧红的细铁丝伸入集有二氧化碳气体的集气瓶中，铁丝并未燃烧．而镁和钠都能在二氧化碳中燃烧，说明铁的金属的活动性最弱．

解答 解：【进行猜想】：根据质量守恒，反应前后元素种类也守恒，而钠燃烧后产物中的白色物质可能是Na₂O或Na₂CO₃，Na₂CO₃和Na₂O；
方案2，取样品少量于试管中，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，说明一定有碳酸钠，静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明无Na₂O；故白色固体为碳酸钠；
乙同学猜想固体也有可能是氢氧化钠受到大家的否定，其原因是：根据质量守恒，反应前后元素种类也守恒，反应前无氢元素，产物中必无氢氧化钠生成；
向样品的水溶液中加入无色酚酞试液，变红色不能说明白色物质为Na₂O，因为碳酸钠的水溶液显碱性，也能使酚酞变红色；故方案1得到的结论不正确；
由题干可知将烧红的细铁丝伸入集有二氧化碳气体的集气瓶中，铁丝并未燃烧．而镁和钠都能在二氧化碳中燃烧，说明铁的金属的活动性最弱，金属钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．
故答案为：Na₂CO₃；Na₂O和Na₂CO₃；根据质量守恒，反应前后元素种类也守恒，反应前无氢元素，产物中必无氢氧化钠生成；
方案1：溶液变成红色
方案2：碳酸钠；碳酸钠的水溶液显碱性，也能使酚酞变红色； 铁；4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃．

点评 本题涉及知识点较难，做题关键是在熟练掌握基础知识的同时，学会知识间的迁移和拓展．