Question

【題目】某同學(xué)為了探究鈉與CO2的反應(yīng)，利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（已知PdCl2能被CO還原為黑色的Pd）

（1）裝置②中用稀鹽酸與CaCO3反應(yīng)制備CO2，在加稀鹽酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)CaCO3與稀鹽酸不能接觸，而稀鹽酸又不夠了，為使反應(yīng)能順利進(jìn)行，可向長(zhǎng)頸漏斗中加入的試劑是_______。

A. H2SO4溶液 B. CCl4 C. 苯 D. 稀硝酸

（2）請(qǐng)將圖中各裝置按順序連接（填裝置接口字母）：c接______，______接____，____接______，____接____。

（3）裝置④的作用是__________。

（4）檢查完裝置氣密性并裝好藥品后，點(diǎn)燃酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是打開(kāi)彈簧夾，讓CO2充滿整個(gè)裝置，當(dāng)觀察到_________時(shí)再點(diǎn)燃酒精燈。

（5）若反應(yīng)過(guò)程中CO2足量，鈉與CO2充分反應(yīng)后，生成的固體物質(zhì)可能有多種情況，該同學(xué)提出以下猜想：

①生成的固體物質(zhì)為Na2CO3

②生成的固體物質(zhì)為Ns2CO3和C的混合物

③生成的固體物質(zhì)為Ns2CO3和Na2O的混合物

④生成的固體物質(zhì)為Ns2O和C的混合物

假如反應(yīng)過(guò)程中有下列兩種情況：

I. 觀察到裝置⑤PdCl2溶液中有黑色沉淀，若裝置①中固體成分只有一種，且向固體中加入稀鹽酸可產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，寫(xiě)出該情況下鈉與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式____。

II. 裝置①中鈉的質(zhì)量為0.46g，充分反應(yīng)后，將裝置①中的固體加入足量的稀鹽酸中產(chǎn)生224ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2氣體，溶液中殘留固體的質(zhì)量為___________。

（6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明裝置①中加入的金屬鈉部分被氧化____________。

Answer 1

【答案】BDfgdeabh吸收HCl氣體裝置⑤中澄清石灰水開(kāi)始變渾濁2Na+2CO2Na2CO3+CO0.06g準(zhǔn)確稱(chēng)取0.46g金屬鈉樣品，并投入足量水中，測(cè)得收集到的氣體體積小于224ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)量）

【解析】

(1)A．H2SO4溶液：加入H2SO4溶液后，增大了鹽酸的體積，但硫酸和碳酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣微溶覆蓋在碳酸鈣表面阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生，故A錯(cuò)誤；B．CCl4：四氯化碳的密度大于稀鹽酸，加入四氯化碳后會(huì)，四氯化碳層在混合液下層，從而使鹽酸與碳酸鈣接觸，故B正確；C．苯：苯的密度小于鹽酸，加入苯后，苯在混合液上層，無(wú)法使稀鹽酸與碳酸鈣接觸，故C錯(cuò)誤；D．稀硝酸：加入稀硝酸后，可以增大溶液體積，使溶液與碳酸鈣接觸，故D正確；故答案為BD；

(2)探究鈉與CO2的反應(yīng)，首先用鹽酸和碳酸鈣在②中反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w，制取的二氧化碳中混有揮發(fā)出來(lái)的HCl，需要用裝置④中的飽和碳酸氫鈉溶液除去HCl，然后用③濃硫酸干燥，再在①中進(jìn)行鈉與二氧化碳的反應(yīng)，最后用裝置⑤檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，所以裝置的連接順序?yàn)椋篺、g、d、e、a(b)、b(a)、h；
(3)裝置④的作用是吸收二氧化碳中混有的HCl氣體；

(4)鈉化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能夠與空氣中的氧氣、水反應(yīng)，所以點(diǎn)燃酒精燈之前應(yīng)需要打開(kāi)彈簧夾，讓CO2充滿整個(gè)裝置，以便排盡裝置中的空氣，避免空氣中O2、H2O干擾實(shí)驗(yàn)；當(dāng)裝置裝置⑤中澄清石灰水變渾濁時(shí)，證明裝置中空氣已經(jīng)排凈，
故答案為：裝置⑤中澄清石灰水開(kāi)始變渾濁；
(5)Ⅰ．裝置⑤PdCl2溶液中觀察到有黑色沉淀，PdCl2能被CO還原得到黑色的Pd，則黑色沉淀為Pd，鈉與二氧化碳反應(yīng)生成了CO；裝置①中固體成分只有一種，且向固體中加入稀鹽酸產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該氣體為二氧化碳，則鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和CO，2Na+2CO2Na2CO3+CO；
Ⅱ．裝置①中鈉的質(zhì)量為0.46 g，鈉的物質(zhì)的量為：n(Na)==0.02 mol，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產(chǎn)生224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2氣體，二氧化碳的物質(zhì)的量為：n(CO2)==0.01 mol，則反應(yīng)后生成碳酸鈉的物質(zhì)的量為0.01mol，說(shuō)明鈉完全轉(zhuǎn)化成了碳酸鈉；
溶液中還有固體殘留，根據(jù)化合價(jià)變化可知，殘留的固體只能為C，則鈉與二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉和C，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+3CO22Na2CO3+C，生成C的物質(zhì)的量為0.01 mol÷2=0.005 mol，質(zhì)量為0.005 mol×12 g/mol=0.06 g；

(6)準(zhǔn)確稱(chēng)取0.46g金屬鈉樣品，并投入足量水中，測(cè)得收集到的氣體體積小于224ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)量)，即可證明裝置①中加入的金屬鈉部分被氧化。

點(diǎn)晴：正確理解題干信息為解答關(guān)鍵，注意掌握性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原則，(4)為易錯(cuò)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄库c與CO2的反應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成正確的儀器連接順序，②為制取二氧化碳裝置，實(shí)驗(yàn)室中常用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)，二氧化碳中混有氯化氫，需要用裝置④除去，然后用裝置③干燥，然后在①中進(jìn)行鈉與二氧化碳的反應(yīng)，然后用⑤檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，據(jù)此進(jìn)行連接裝置并分析解題。