Question

某化学兴趣小组在进行钠在空气中燃烧的实验，请写出钠在氧气中燃烧的化学方程式：

 

．实验后，同学们发现除了得到黄色物质外，产物中还有黑色物质．兴趣小组的同学对产生的黑色固体物质进行实验探究．
查阅资料：
工业上采用铁环作阴极电解得到金属钠．实验室中金属钠的标签主要内容如下：
提出猜想：
猜想1：钠附着煤油，煤油的不完全燃烧可以生成碳单质；
猜想2：

 

与钠反应也可以生成碳单质；
猜想3：

 

；
猜想4：…
设计实验方案，验证猜想：

实验目的	实验步骤	实验现象	结论
验证猜想1	1．将一小块钠从煤油中直接取出加热燃烧 2．取出一小块切去表皮并擦干净煤油的钠加热燃烧		黑色物质中含 有碳单质
验证猜想3			黑色物质中 含有铁元素

思考与交流：
同学们了解到金属钠在石棉网上燃烧，与石棉网作用也可以生成含铁的黑色物质，请你评价钠在石棉网上燃烧探究其在空气中燃烧产物是否合理并说明原因：

 

．
请设计实验验证猜想2（不要求写具体操作过程）：

 

．

Answer 1

考点：碱金属及其化合物的性质实验

专题：实验题

分析：钠在空气中燃烧生成过氧化钠；
根据钠与二氧化碳反应、钠中含有杂质铁提出假设；
分别对含有煤油和不含煤油的钠燃烧时不同现象判断假设1；
通过检验铁离子判断钠黑色物质是否是铁的氧化物；
根据石棉网中含有铁元素、空气中含有碳元素等方面进行判断；
根据猜想2设计实验方案，判断黑色物质是否为二氧化碳与钠的反应生成的碳．

解答： 解：钠在氧气中燃烧生成过氧化钠，反应的化学方程式为：2Na+O₂

点燃  .

Na₂O₂，
故答案为：2Na+O₂

点燃  .

Na₂O₂；
提出猜想：实验后，同学们发现除了得到黄色物质外，产物中还有黑色物质，该黑色物质可能为C，也可能为铁的氧化物，所以提出的猜想有：
猜想1：钠附着煤油，煤油的不完全燃烧可以生成碳单质；猜想2：空气中的CO₂与Na反应也可以生成碳单质；猜想3：金属钠中含有的杂质铁也可能生成黑色物质，
故答案为：空气中的CO₂；金属钠中含有的杂质铁也可能生成黑色物质；
验证猜想1：将一小块钠从煤油中直接取出加热燃烧，带煤油的钠燃烧产生黑色物质较多；取出一小块切去表皮并擦干净煤油的钠加热燃烧，或不带煤油的钠燃烧不产生或产生黑色物质少，证明在黑色物质中含有碳单质，
故答案为：带煤油的钠燃烧产生黑色物质较多（或不带煤油的钠燃烧不产生或产生黑色物质少）；
验证猜想3：取生成的黑色物质加足量硝酸溶解，滴加KSCN溶液，溶液变红色，则说明黑色物质中含有铁元素，
故答案为：取生成的黑色物质加足量硝酸溶解，滴加KSCN溶液；溶液变红色；
思考与交流：石棉网中含有的铁元素以及空气中含有的碳元素均可能影响实验产物的鉴定，所以钠在石棉网上燃烧探究其在空气中燃烧产物是不合理的；
实验验证猜想2的操作是：取两个坩埚各放入一小块切去表皮并擦干净煤油的钠，一个在除去CO₂的空气中加热，另一个在空气中加热燃烧，观察燃烧产物的差别，
故答案为：不合理，石棉网中含有的铁元素以及空气中含有的碳元素均可能影响实验产物的鉴定；取两个坩埚各放入一小块切去表皮并擦干净煤油的钠，一个在除去CO₂的空气中加热，另一个在空气中加热燃烧，观察燃烧产物的差别．

点评：本题考查了物质性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握金属钠的化学性质，明确性质实验方案的设计与评价方法，正确理解题干信息为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．