Question

5．某興趣小組的學(xué)生根據(jù)Mg與CO₂反應(yīng)原理推測(cè)鈉也能在CO₂中燃燒，為了確定其產(chǎn)物并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（已知PbCl₂能被CO還原得到黑色的Pb）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）為了使反應(yīng)隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停，如圖2中應(yīng)選用C裝置（填字母代號(hào)）．簡(jiǎn)述裝置隨關(guān)隨停的理由：C中當(dāng)打開(kāi)止水夾時(shí)，酸就和有孔塑料板上的石灰石反應(yīng)生成氣體，當(dāng)關(guān)閉止水夾時(shí)，生成的氣體就無(wú)法從導(dǎo)管中排出，從而使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)增大，把酸液擠到長(zhǎng)頸漏斗中，使固液分離．
（2）檢查裝置的氣密性并裝好藥品后，點(diǎn)燃酒精燈前，應(yīng)進(jìn)行的操作是打開(kāi)彈簧夾，等裝置5（填數(shù)字編號(hào)）中出現(xiàn)澄清的石灰水變渾濁現(xiàn)象時(shí)，再點(diǎn)酒精燈，這步操作的目的是驅(qū)除系統(tǒng)內(nèi)的空氣．
（3）①若裝置6中有黑色沉淀，裝置4中殘留固體（只有一種物質(zhì)）加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出，則鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO．
②若裝置6中溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，裝置4中殘留固體（有兩種物質(zhì)）加鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出，則鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C．
（4）指導(dǎo)老師認(rèn)為，不僅要檢驗(yàn)殘留固體中是否有碳酸鈉還要檢驗(yàn)其中是否有氧化鈉和碳．當(dāng)確認(rèn)鈉充分反應(yīng)后，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證裝置4中的殘留固體中是否有Na₂O和C：將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C，在所得水溶液中加入過(guò)量BaCl₂溶液，有沉淀生成，說(shuō)明有Na₂CO₃生成；過(guò)濾，用pH試紙檢驗(yàn)濾液，若濾液呈堿性，則殘留固體中含有Na₂O．

Answer 1

分析 （1）制取二氧化碳時(shí)，為了使制氣過(guò)程具有“隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停”的特點(diǎn)，應(yīng)該選用能夠可以固、液藥品分開(kāi)的裝置；
（2）由實(shí)驗(yàn)方案圖可知，1為二氧化碳發(fā)生裝置，4為二氧化碳與鈉反應(yīng)裝置，加入4裝置的二氧化碳應(yīng)干燥，沒(méi)有其它，故裝置2是除去二氧化碳其它中的HCl，應(yīng)用飽和的碳酸氫鈉溶液，3為干燥裝置，吸收水蒸氣．反應(yīng)需要排盡裝置內(nèi)的空氣，當(dāng)5裝置中產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明空氣中的二氧化碳排盡，再加熱4處的酒精燈發(fā)生反應(yīng)；
（3）①由題意可知，裝置4中的殘留固體（只有一種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，說(shuō)明生成碳酸鈉，裝置6中有黑色沉淀，說(shuō)明PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd，所以反應(yīng)物為碳酸鈉和CO；
②裝置4中殘留固體（有兩種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，其中一種固體為碳酸鈉，另一種固體為C；
（4）根據(jù)氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉，溶液顯堿性，C不溶于水分析．

解答 解：（1）制取二氧化碳時(shí)，為了使制氣過(guò)程具有“隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停”的特點(diǎn)，應(yīng)該選用能夠可以固、液藥品分開(kāi)的裝置，A中只能控制反應(yīng)的速率，但不能控制反應(yīng)的隨時(shí)進(jìn)行與停止；而C中當(dāng)打開(kāi)止水夾時(shí)，酸就和有孔塑料板上的石灰石反應(yīng)生成氣體，當(dāng)關(guān)閉止水夾時(shí)，生成的氣體就無(wú)法從導(dǎo)管中排出，從而使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)增大，把酸液擠到長(zhǎng)頸漏斗中，使固液分離，
故答案為：C；C中當(dāng)打開(kāi)止水夾時(shí)，酸就和有孔塑料板上的石灰石反應(yīng)生成氣體，當(dāng)關(guān)閉止水夾時(shí)，生成的氣體就無(wú)法從導(dǎo)管中排出，從而使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)增大，把酸液擠到長(zhǎng)頸漏斗中，使固液分離；
（2）檢查裝置的氣密性并裝好藥品后，點(diǎn)燃酒精燈前，應(yīng)進(jìn)行的操作是，打開(kāi)彈簧夾，由分析可知，反應(yīng)需要排盡裝置內(nèi)的空氣，當(dāng)裝置5中澄清的石灰水變渾濁，說(shuō)明空氣中的二氧化碳排盡，再加熱4處的酒精燈發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：打開(kāi)彈簧夾；5；澄清的石灰水變渾濁；驅(qū)除系統(tǒng)內(nèi)的空氣；
（3）①由題意可知，裝置4中的殘留固體（只有一種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，說(shuō)明生成碳酸鈉，裝置6中有黑色沉淀，說(shuō)明PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd，所以反應(yīng)物為碳酸鈉和CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO，
故答案為：2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO；
②裝置4中殘留固體（有兩種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，其中一種固體為碳酸鈉，另一種固體為C，反應(yīng)的方程式為4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C，
故答案為：4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C；
（5）根據(jù)C不溶于水分析，將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C，實(shí)驗(yàn)方法為將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C，在所得水溶液中加入過(guò)量BaCl₂溶液，有沉淀生成，說(shuō)明有Na₂CO₃生成；過(guò)濾，用pH試紙檢驗(yàn)濾液，若濾液呈堿性，則殘留固體中含有Na₂O，
故答案為：將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C，在所得水溶液中加入過(guò)量BaCl₂溶液，有沉淀生成，說(shuō)明有Na₂CO₃生成；過(guò)濾，用pH試紙檢驗(yàn)濾液，若濾液呈堿性，則殘留固體中含有Na₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析、實(shí)驗(yàn)基本操作、除雜、氣體制取檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，聯(lián)系學(xué)生感興趣的實(shí)際新知識(shí)，有助于學(xué)生能力的考查，必須活學(xué)活用才能解好這類(lèi)有新意的試題，題目難度中等．