Question

【题目】某化学兴趣小组在一次实验活动中发现镁、钠都能在纯净的二氧化碳气体中燃烧，反应后冷却，瓶底除了有黑色颗粒，瓶壁上还都附着白色物质。经检验，黑色颗粒是碳。他们对镁、钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质分别进行了如下探究：

（探究问题一）镁在纯净的二氧化碳中燃烧生成的白色物质是什么？

同学们首先排除了是Mg(OH)2的可能性，理由是_____。

（做出猜想）白色固体可能是①MgO、②MgCO3、③_____。

（进行实验）取少量白色固体，加入足量的稀盐酸，观察到_____现象，猜想①正确。

（实验结论）镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式是_____。

（探究问题二）钠在纯净的二氧化碳中燃烧生成的白色物质是什么？

（查阅资料）信息1：钠能与冷水发生剧烈反应。

信息2：Na2O+H2O=2NaOH

（实验设计）甲组方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量白色物质于试管中，加水溶解，加入足量Ba(OH)2溶液	_____	白色物质中有Na2CO3
静置后，向上层清液滴加酚酞试液	溶液变红	白色物质中有Na2O

甲组结论：白色固体为Na2O和Na2CO3的混合物

乙组方案：

取5.3克白色固体样品进行下列操作：

（1）操作①是_____。

（2）Ba(OH)2溶液必须足量的目的是_____。

该组同学测得m=9.85克，结合样品质量进行分析，最终得出结论：白色固体为Na2CO3。

（实验反思）

（1）为何甲、乙两组所得结论不相符，某同学分析后指出甲组方案不科学，应该将甲组方案中的Ba(OH)2溶液改为_____溶液才合理。

（2）钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为_____。

（拓展应用）

实验室里钠等金属因燃烧引发火灾时，可以选择的灭火方式有_____。

A　用水浇灭 B　用液态二氧化碳灭火器 C　撒沙土盖灭

Answer 1

【答案】反应物中无氢元素；反应前后元素种类相同；不遵循质量守恒定律（合理即可） MgO和MgCO3的混合物 无气泡产生 2Mg+CO22MgO+C 产生白色沉淀 过滤 将Na2CO3完全反应或消耗（或将Na2CO3完全沉淀） BaCl2、Ba(NO3)2、CaCl2、Ca(NO3)2（任写一个） 4Na+3CO22Na2CO3+C C

【解析】

[探究问题一] 反应前后元素种类不变，反应物中无氢元素，不可能生成氢氧化镁。

[做出猜想]反应物中含有镁、碳、氧三种元素，所以白色固体可能是MgO、MgCO3，也可能是MgO、MgCO3的混合物。

[进行实验]氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水，碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、水、二氧化碳，所以取少量白色固体，加入足量的稀盐酸，观察到无气泡产生，则猜想①正确。

[实验结论]由实验探究可知，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁，根据质量守恒定，反应的化学方程式为：2Mg+CO22MgO+C

[实验设计]

Ba(OH)2溶液能与碳酸盐反应生成白色沉淀。（1）通过过滤可将难溶于水的固体物质与液体分离，所以操作①是过滤。（2）Ba(OH)2溶液必须足量的目的是将Na2CO3完全反应或消耗掉。根据题给信息可知，m=9.85克是碳酸钡的质量，设白色固体样品中碳酸钠的质量是x。

，解得x=5.3g，所以白色固体为Na2CO3。

[实验反思]

（1）Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH，加入氢氧化钡溶液，引入了碱性溶液，无论固体中是否含有氧化钠，静置后，向上层清液滴加酚酞试液，都会出现酚酞试液变红的现象，无法确定氧化钠是否存在。应该将甲组方案中的Ba(OH)2溶液改为BaCl2溶液[或Ba(NO3)2或CaCl2或Ca(NO3) 2）]溶液才合理，排除对氧化钠检验的干扰。

（2）根据实验探究可知，钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为：4Na+3CO22Na2CO3+C

[拓展应用]

钠等活泼金属能与水、二氧化碳发生化学反应，故钠等活泼金属燃烧引发火灾时，可以选择的灭火方式有撒沙土盖灭，以隔绝氧气，故选C。