Question

化學小組的同學在課外讀物中看到：“通常CO₂可作滅火劑，但有些物質（如Na）著火，不能有CO₂熄滅”．他們決定探究CO₂與Na反應的產(chǎn)物．
【提出猜想】CO₂與Na反應可生成5種物質：C、CO、Na₂O、Na₂CO₃、NaOH．
【查閱資料】①Na是非�；顫姷慕饘�，常溫下與O₂、H₂O等物質反應．②Na₂O是白色固體，與H₂O反應生成NaOH．③向氯化鈀（PdCl₂）溶液中通入CO，產(chǎn)生黑色沉淀．
【實驗過程】同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）

第一步：打開a，關閉b，由長頸漏斗注入稀鹽酸，A中產(chǎn)生大量的氣泡，E中出現(xiàn)渾濁．請寫出A中反應的化學方程式：

 

；
第二步：當E中出現(xiàn)渾濁時，打開b，關閉a，點燃酒精燈，d中Na距劇烈燃燒，產(chǎn)生白煙，內壁附著黑色、白色固體，G中產(chǎn)生黑色沉淀．
【實驗結論】反應的產(chǎn)物中一定有碳和

 

．
【實驗反思】①B裝置中盛放的飽和NaHCO₃溶液的作用是

 

；
②若無裝置C，對實驗有影響的物質是

 

；
③在第二步實驗中，E中出現(xiàn)渾濁后，再點燃酒精燈的目的是

 

；
④大家一致認為最初猜想的物質中不可能有

 

，原因是

 

．
⑤為了確定白色固體的成分，小組同學繼續(xù)設計實驗方案：

實驗方法	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取D中白色固體于試管中，加水溶解，加入過量的   溶液，再滴入酚酞溶液．	溶液不變色	白色固體為Na2CO3， 沒有Na2O

Answer 1

考點：實驗探究物質的性質或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,酸的化學性質,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：根據(jù)題圖所示實驗操作過程：石灰石和鹽酸制得的二氧化碳氣體經(jīng)過B、C裝置凈化、干燥后，依次通過D、F、G裝置，其中裝置E可自由控制二氧化碳的通入與否；
裝置的作用：裝置B凈化吸收混有的氯化氫氣體；裝置C干燥二氧化碳；裝置D中發(fā)生鈉在二氧化碳氣體中的燃燒，可通過點燃燈加熱來控制；裝置E裝有澄清石灰水檢驗二氧化碳，使用開關a控制；裝置F盛有氫氧化鈉溶液吸收混合氣體中的二氧化碳，使用開關b控制；裝置G盛有氯化鈀溶液，檢驗氣體CO的存在；最后用氣球進行尾氣收集處理；
根據(jù)碳酸鈉、氫氧化鈉、氧化鈉的性質對固體成分進行驗證．

解答：解：【實驗過程】①打開a關閉b，控制二氧化碳氣體進入裝置E，二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸鈣，石灰水變渾濁，反應的方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
【實驗結論】點燃酒精燈使裝置D中的燃燒反應開始發(fā)生，打開b關閉a，使燃燒后氣體依次通過裝置F和G．鈉與二氧化碳反應的反應物中僅含鈉、碳、氧三種元素，由這三種元素組成的物質中呈黑色的只可能是單質碳，即裝置D中生成的黑色固體為單質碳．裝置G中氯化鈀溶液出現(xiàn)黑色沉淀，結合資料④可知混合氣體中含有CO；
【實驗反思】①因為鹽酸具有揮發(fā)性，因此裝置B是凈化吸收混有的氯化氫氣體；
②裝置C干燥氣體二氧化碳，若無該裝置，二氧化碳氣體中混有少量的水，資料“①Na是非常活潑的金屬，常溫下與O₂、H₂O等物質反應”表明水可以與裝置D中的金屬鈉發(fā)生反應，對后面的探究實驗產(chǎn)生影響，因此對實驗有影響的物質是水；
③E中出現(xiàn)渾濁，二氧化碳氣體通入了裝置E，說明了裝置內已充滿二氧化碳，即裝置內的空氣全部排出，避免空氣中的水蒸氣和CO₂對實驗的影響；
④因為氧化鈉易和水反應產(chǎn)生氫氧化鈉，因此最初猜想的物質中不可能有氧化鈉；
⑤鈉與二氧化碳反應生成的白色固體物質可能為氧化鈉、碳酸鈉等，加水溶解并加入石灰水，出現(xiàn)白色沉淀，說明白色固體物質中含有碳酸根，即含有碳酸鈉；前面的探究已說明了猜想中的C、CO和Na₂CO₃的存在，因此，接下來所設計的探究實驗就應該是說明白色固體中含有固體物質Na₂O．根據(jù)資料“③Na₂O是白色固體，與H₂O反應生成NaOH”可以考慮使用酚酞試液進行檢驗，但由于Na₂CO₃存在影響，所以先使用資料“②堿性的Na₂CO₃溶液與中性的CaCl₂溶液發(fā)生復分解反應”中的氯化鈣溶液處理溶液中的Na₂CO₃，產(chǎn)生白色沉淀；
故答案為：
【實驗過程】Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
【實驗結論】CO
【交流反思】①吸收氯化氫雜質；②水；③將裝置內的空氣排盡，避免空氣中的水蒸氣和CO₂對實驗的影響
；④氧化鈉；氧化鈉易和水反應產(chǎn)生氫氧化鈉；⑤氯化鈣．產(chǎn)生白色沉淀．

點評：本題屬于信息型的實驗探究題，難度不大，準確理解實驗裝置的作用，為明確實驗操作和實驗目的基礎和前提．