Question

某學(xué)生為探究鈉與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（填寫裝置中字母）：c接f，

 

接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

．
（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，可向長(zhǎng)頸漏斗中加入的試劑是

 

．
A．NaNO₃溶液     B．CCl₄C．苯     D．稀硝酸
（3）檢查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．此步操作的目的是

 

．
（4）反應(yīng)過(guò)程中CO₂足量，假如反應(yīng)過(guò)程中有下列兩種情況，分別寫出兩種情況下鈉與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式．
Ⅰ．裝置⑤PdCl₂溶液中觀察到有黑色沉淀，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．

 

．
Ⅱ．裝置①中鈉的質(zhì)量為0.46g，充分反應(yīng)后，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產(chǎn)生224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO₂氣體，且溶液中還有固體殘留．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，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；
（2）所選試劑的作用是增大溶液體積，可以用稀硝酸和硝酸鈉溶液，由于四氯化碳的密度大于鹽酸，也可以加入四氯化碳溶液，但是苯的密度小于鹽酸，加入苯不能使稀鹽酸與碳酸鈣接觸；
（3）二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，當(dāng)裝置⑤中澄清石灰水變渾濁說(shuō)明裝置中空氣已經(jīng)排凈；原因是空氣中的二氧化碳、水與鈉反應(yīng)，需要排凈空氣，避免干擾實(shí)驗(yàn)；
（4）Ⅰ．根據(jù)題干信息及反應(yīng)現(xiàn)象判斷反應(yīng)物、生成物，然后寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
Ⅱ．根據(jù)n=

m

M

計(jì)算出鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=

V

22.4L/mol

計(jì)算出標(biāo)況下224mL二氧化碳的物質(zhì)的量，從而得出反應(yīng)后生成碳酸鈉的物質(zhì)的量；溶液中還有固體殘留，該固體只能為C，說(shuō)明鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和C，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）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)椋篻、d、e、a（b）、b（a）、h，
故答案為：g、d、e、a（b）、b（a）、h；
（2）A．NaNO₃溶液：加入硝酸鈉溶液后，增大了鹽酸的體積，可以使鹽酸與碳酸鈣接觸，故A正確；     
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：ABD；
（3）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中澄清石灰水變渾濁；排盡裝置中的空氣，以免空氣中O₂、H₂O干擾實(shí)驗(yàn)；
（4）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+2CO₂

△   .

Na₂CO₃+CO，
故答案為：2Na+2CO₂

△   .

Na₂CO₃+CO；
Ⅱ．裝置①中鈉的質(zhì)量為0.46g，鈉的物質(zhì)的量為：n（Na）=

0.46g

23g/mol

=0.02mol，
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：n（CO₂）=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，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+3CO₂

△   .

2Na₂CO₃+C，
故答案為：4Na+3CO₂

△   .

2Na₂CO₃+C．

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)探究鈉與CO₂的反應(yīng)，考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原則，題目難度中等，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)，需要根據(jù)題中信息及反應(yīng)現(xiàn)象判斷反應(yīng)物、生成物，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．