Question

【題目】鉀、鈣、鈉、鐵等活潑金屬可以與水等反應(yīng)，對(duì)其中可能的反應(yīng)進(jìn)行探究。為實(shí)現(xiàn)金屬鈉在隔絕空氣條件下與水反應(yīng)并收集生成的氣體，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖發(fā)生裝置。

(1) Y液體可以選用__________ (填序號(hào))。

A.苯 B.飽和的食鹽水 C.四氯化碳

(2)實(shí)驗(yàn)前檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法是_______________。

(3)鉀、鈣、鈉、鎂等活潑金屬都能在CO2氣體中燃燒。他們對(duì)鈉在CO2氣體中燃燒后的產(chǎn)物中的白色物質(zhì)進(jìn)行了如下探究:

[實(shí)驗(yàn)] 將燃燒的鈉迅速伸人盛滿CO2的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附者黑色顆粒，瓶壁上粘附著白色物質(zhì)。

[提出假設(shè)]

假設(shè)1：白色物質(zhì)是Na2O

假設(shè)2：白色物質(zhì)是Na2CO3

假設(shè)3：白色物質(zhì)是__________

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案·驗(yàn)證假設(shè)] 該小組對(duì)燃燒后的白色產(chǎn)物進(jìn)行如下探究:

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案1	取少量白色物質(zhì)于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加人無(wú)色酚酞試液	溶液變成紅色	白色物質(zhì)為Na2O
方案2	①取少量白色物質(zhì)于試管中，加入適量水，振蕩，樣品全部游于水，向其中加入過(guò)量的CaCl2溶液	出現(xiàn)白色沉淀
	②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加無(wú)色酚酞試液	無(wú)明顯現(xiàn)象

[思考與交流]

①鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為__________________。甲同學(xué)認(rèn)為方案1得到的結(jié)論不正確，其理由是____________。

②丙同學(xué)認(rèn)為白色物質(zhì)有可能是氫氧化鈉，你是否同意丙同學(xué)的觀點(diǎn)，簡(jiǎn)述理由:__________

(4) 鎂任空氣中可以與CO2、O2、N2反應(yīng)。也可以與NOx發(fā)生類似反應(yīng)，氮化鎂(Mg3N2) 是一種新型無(wú)機(jī)材料，純凈的氮化鎂是淡黃色固體，熱穩(wěn)定性較好。氮化鎂極易與水反應(yīng)，該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物是一種堿和一種氣體。實(shí)驗(yàn)室探究金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物。同答下列問(wèn)題:

①推測(cè)金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物為MgO、N2和Mg3N2,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

②設(shè)計(jì)如圖所示裝置完成反應(yīng)且驗(yàn)證產(chǎn)物中有N2 (夾持裝置已略去，部分裝置可重復(fù)使用)。

選擇圖中的裝置，按氣流方向?qū)⑵溥B接，用接口字母表示的順序?yàn)?/span>________。裝置A中儀器名稱為________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。驗(yàn)證產(chǎn)物中有N2生成的現(xiàn)象為____________。

③檢驗(yàn)Mg與NOx反應(yīng)產(chǎn)物中是否存在Mg3N2的操作、現(xiàn)象和結(jié)論為__________。

Answer 1

【答案】 A 關(guān)閉止水夾，往長(zhǎng)頸漏斗里加水，若長(zhǎng)頸漏斗的液面高于試管中的液面，并長(zhǎng)時(shí)間保持該高度差不變，表明裝置不漏氣 Na2O和Na2CO3 4Na+3CO22Na2CO3+C Na2CO3溶液顯堿性，也會(huì)使酚酞變紅 不同意，丙同學(xué)的推斷白色物質(zhì)若是氫氧化鈉，需要反應(yīng)物含有氫元素，實(shí)驗(yàn)是鈉在二氧化碳中的反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)體系中無(wú)氫元素存在 2xMg+2NO x 2xMgO+N2，3Mg+N2Mg3N2 abcdebcghf 分液漏斗、平底燒瓶 Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 裝置D中氣體體積增大，水從廣口瓶流入燒杯中 取裝置C中少量固體產(chǎn)物加入水中，若產(chǎn)生具有無(wú)色刺激性氣味(或能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán))的氣體，則證明產(chǎn)物存在Mg3N2，否則不存在

【解析】（1）所加試劑密度比水要小，且與水互不相溶，四氯化碳密度大于水，飽和的食鹽水為無(wú)機(jī)物的水溶液，只有苯符合題意，正確選項(xiàng)A。

(2)裝置形成密閉體系，通過(guò)壓強(qiáng)差進(jìn)行檢驗(yàn)，正確答案：關(guān)閉止水夾，往長(zhǎng)頸漏斗里加水，若長(zhǎng)頸漏斗的液面高于試管中的液面，并長(zhǎng)時(shí)間保持該高度差不變，表明裝置不漏氣

(3) 白色物質(zhì)只能是Na2O，白色物質(zhì)只能是Na2CO3，白色物質(zhì)可能是Na2O和Na2CO3的混合物；正確答案：Na2O和Na2CO3。

①鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和碳，化學(xué)方程式為4Na+3CO22Na2CO3+C ；正確選項(xiàng) 4Na+3CO22Na2CO3+C。反應(yīng)生成的Na2CO3溶液水解顯堿性，也會(huì)使酚酞變紅，原白色固體不一定為氧化鈉， 正確答案：Na2CO3溶液顯堿性，也會(huì)使酚酞變紅。

②該反應(yīng)是在二氧化碳的環(huán)境中進(jìn)行的，沒(méi)有出現(xiàn)含有氫元素的物質(zhì)，不同意丙同學(xué)的觀點(diǎn)，正確答案：不同意，丙同學(xué)的推斷白色物質(zhì)若是氫氧化鈉，需要反應(yīng)物含有氫元素，實(shí)驗(yàn)是鈉在二氧化碳中的反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)體系中無(wú)氫元素存在。

(4) ①推測(cè)金屬M(fèi)g在NOx中的燃燒產(chǎn)物為MgO、N2和Mg3N2,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2xMg+2NO x 2xMgO+N2，3Mg+N2Mg3N2 ；正確答案：2xMg+2NO x 2xMgO+N2，3Mg+N2Mg3N2。

②濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w，通過(guò)氯化鈣進(jìn)行氣體干燥，然后純凈的二氧化氮?dú)怏w與鎂加熱反應(yīng)，由于反應(yīng)生成的氮化鎂易與水反應(yīng)，還需要連接B裝置進(jìn)行防水處理，最后多余的二氧化氮?dú)怏w進(jìn)入E裝置內(nèi)被堿液吸收，剩余的氮?dú)饫�用排水法進(jìn)行收集，所以各裝置的連接順序?yàn)閍bcdebcghf；裝置A中儀器名稱為分液漏斗、平底燒瓶；該裝置內(nèi)銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；鎂與二氧化氮?dú)怏w加熱反應(yīng)，生成氮化鎂和氮?dú)猓��?yàn)證產(chǎn)物中有N2生成的現(xiàn)象為：裝置D中氣體體積增大，水從廣口瓶流入燒杯中；正確答案：abcdebcghf；分液漏斗、平底燒瓶；Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；裝置D中氣體體積增大，水從廣口瓶流入燒杯中。

③根據(jù)題給信息可知純凈的氮化鎂是淡黃色固體，熱穩(wěn)定性較好。氮化鎂極易與水反應(yīng)，該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物是一種堿和一種氣體；所以只要證明出反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有氨氣即可，正確答案：取裝置C中少量固體產(chǎn)物加入水中，若產(chǎn)生具有無(wú)色刺激性氣味(或能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán))的氣體，則證明產(chǎn)物存在Mg3N2，否則不存在。