Question

3．某學(xué)生為了探究鈉與CO₂的反應(yīng)，利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（已知PdCl₂能被CO還原得到黑色的Pd）

（1）請(qǐng)將上圖各裝置連接完整（填寫裝置中序號(hào)）②→④→③→①→⑤．
（2）若用稀鹽酸與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，可向裝置②長(zhǎng)頸漏斗中加入的試劑是AC．
A．CCl₄        B．H₂SO₄溶液C．硝酸鈉溶液        D．植物油
（3）檢查裝置②的氣密性，方法是用彈簧夾夾住C處橡皮管，向裝置②中加水至長(zhǎng)頸漏斗液面高于試管液面，且長(zhǎng)時(shí)間液面差穩(wěn)定．
裝好藥品后，點(diǎn)燃酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是打開彈簧夾，讓CO₂充滿整個(gè)裝置，當(dāng)觀察到裝置⑤中左端試管中澄清石灰水變渾濁，且導(dǎo)管口產(chǎn)生均勻氣泡時(shí)再點(diǎn)燃酒精燈．裝置④的作用除去二氧化碳中氯化氫氣體．
（4）通入CO₂的量不同可能會(huì)導(dǎo)致生成的產(chǎn)物不同．假如反應(yīng)過程中有下列兩種情況，按要求分別寫出兩種情況時(shí)的化學(xué)方程式．
I．當(dāng)裝置⑤PdCl₂溶液中觀察到有黑色沉淀產(chǎn)生，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，寫出此情況時(shí)鈉與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO．
II．當(dāng)裝置①中鈉的質(zhì)量為0.23g時(shí)，充分反應(yīng)后，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中，產(chǎn)生112mL的CO₂氣體（標(biāo)況下測(cè)定），裝置⑤PdCl₂溶液中沒有觀察到黑色沉淀產(chǎn)生，寫出此情況時(shí)鈉與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 （1）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）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，可加密度比水大且不反應(yīng)的物質(zhì)或只提供溶劑作用的物質(zhì)；
（3）利用液差法檢驗(yàn)氣密性；實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)鈉與二氧化碳的反應(yīng)，所以需要排凈裝置中的空氣；裝置④用于除去雜質(zhì)；
（4）I．根據(jù)PdCl₂能被CO還原得到黑色的Pd分析反應(yīng)生成產(chǎn)物；
II．根據(jù)金屬鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)標(biāo)況下二氧化碳的體積計(jì)算出二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)二者物質(zhì)的量判斷生成產(chǎn)物．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，先需要�?zhǔn)備二氧化碳，選用二氧化碳發(fā)生裝置為②，為了便于控制反應(yīng)，選用的藥品是塊狀碳酸鈣，所以只能選用稀鹽酸，生成的二氧化碳中混有氯化氫氫氣，需要經(jīng)過裝置④飽和碳酸氫鈉溶液除去雜質(zhì)氯化氫，然后干燥二氧化碳，選用裝置③濃硫酸，干燥后的二氧化碳通入裝置①與金屬鈉反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體利用裝置⑤檢驗(yàn)，所以正確的連接順序?yàn)椋篶→f→g→d→e→a→b→h→i，裝置中序號(hào)為②④③①⑤，
故答案為：②；④；③；①；⑤；
（2）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，則
A．CCl₄密度比水大，且不反應(yīng)，可使鹽酸與碳酸鈣接觸，故A正確；      
B．H₂SO₄溶液與碳酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，不利于氣體的制備，故B錯(cuò)誤；
C．硝酸鈉溶液使溶劑增多，碳酸鈣與鹽酸接觸，故C正確；        
D．植物油的密度比水的密度小，可使碳酸鈣與鹽酸分離，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（3）檢查裝置②的氣密性，方法是用彈簧夾夾住C處橡皮管，向裝置②中加水至長(zhǎng)頸漏斗液面高于試管液面，且長(zhǎng)時(shí)間液面差穩(wěn)定；反應(yīng)開始前，需要排盡裝置中空氣，以免空氣中O₂、CO₂、H₂O干擾實(shí)驗(yàn)，裝置⑤中左端試管中澄清石灰水變渾濁，且導(dǎo)管口產(chǎn)生均勻氣泡，開始點(diǎn)燃酒精燈；
裝置④的作用為除去二氧化碳中氯化氫氣體，
故答案為：用彈簧夾夾住C處橡皮管，向裝置②中加水至長(zhǎng)頸漏斗液面高于試管液面，且長(zhǎng)時(shí)間液面差穩(wěn)定；裝置⑤中澄清石灰水變渾濁；排盡裝置中空氣，以免空氣中O₂、CO₂、H₂O干擾實(shí)驗(yàn)；除去二氧化碳中氯化氫氣體；
（4）I．裝置⑤PdCl₂溶液中觀察到有黑色沉淀，說明反應(yīng)生成了一氧化碳；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，說明生成的固體是碳酸鈉，鈉與二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO，
故答案為：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO；
II．鈉的質(zhì)量為0.46g，鈉的物質(zhì)的量為0.02mol；反應(yīng)裝置⑤中無(wú)現(xiàn)象，說明沒有生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w；充分反應(yīng)后，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產(chǎn)生224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO₂氣體，二氧化碳的物質(zhì)的量為0.01mol，含有碳酸根離子0.01mol，鈉與碳酸根離子物質(zhì)的量為2：1，說明生成了碳酸鈉固體；溶液中還有固體殘留，說明有固體碳生成，根據(jù)以上分析，鈉與二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉和碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C，
故答案為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、實(shí)驗(yàn)基本操作等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．