Question

3．某課外活動小組利用下列裝置制取二氧化碳，并探究鈉在二氧化碳中的燃燒產物．已知：Na₂O和CaO相似，能與水反應．請回答下列問題：

（1）按圖連接裝置后，首先進行的操作是檢查裝置的氣密性；
（2）A裝置用于制取CO₂，用到的玻璃儀器有長頸漏斗、導管和試管；
（3）實驗中下列操作的先后順序是cab．
a．點燃酒精燈，加熱硬質玻璃管中的鈉；
b．等燃燒終止并冷卻后，停止通CO₂；
c．打開A裝置中活塞，通入CO₂；
（4）D裝置中觀察到的現象有：鈉在二氧化碳中燃燒，產生大量白煙和黑色物質．待鈉充分燃燒，冷卻，將管內生成的固態物質移出，加水溶解，過濾得黑色固體和澄清濾液．實驗證明：D中排出的尾氣能被NaOH溶液完全吸收．
①黑色固體在O₂中灼燒，全部轉化為氣體，則黑色固體是碳．
②對白色固體有以下猜想：
  a．只有Na₂O；    b．只有Na₂CO₃；    c．Na₂O和Na₂CO₃的混合物
若猜想a成立，則Na與CO₂反應的化學方程式是4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C
若猜想c成立，請設計實驗驗證產物中存在Na₂O：取濾液少許，加入過量的氯化鈣溶液充分反應后把碳酸鈉除去，用pH試紙檢驗濾液，若濾液呈堿性，則殘留固體中含有Na₂O．
（5）反思拓展：你對二氧化碳滅火的范圍有什么新的認識？鈉、鎂等活潑金屬失火不能用二氧化碳滅火．

Answer 1

分析 （1）根據實驗前應先檢查裝置的氣密性解答；
（2）根據實驗室常用儀器解答；
（3）根據反應需要排盡裝置內的空氣分析實驗步驟；
（4）①根據碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳解答；
②根據反應原理寫出反應的化學方程式；根據Na₂O和水反應生成氫氧化鈉，溶液呈堿性解答；
（5）根據題給的信息來重新來認識燃燒和滅火．

解答 解：（1）按圖連接裝置后，首先進行的操作是檢查裝置的氣密性；
（2）A裝置用于制取CO₂，用到的玻璃儀器有長頸漏斗、導管和試管；
（3）反應需要排盡裝置內的空氣，再加熱D處的酒精燈發生反應；故應打開A裝置中活塞，通入CO₂；點燃酒精燈，加熱硬質玻璃管中的鈉；等燃燒終止并冷卻后，停止通CO₂；
（4）①黑色固體不溶于水，黑色固體在O₂中灼燒，全部轉化為氣體，則黑色固體是碳；
②若猜想a成立，則Na與CO₂反應的化學方程式是4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C；
Na₂O和水反應生成氫氧化鈉，溶液呈堿性，若猜想c成立，設計實驗驗證產物中存在Na₂O：取濾液少許，用pH試紙檢驗濾液，若濾液呈堿性，則殘留固體中含有Na₂O．
（5）鈉、鎂等活潑金屬失火不能用二氧化碳滅火．
答案：
（1）檢查裝置的氣密性；
（2）試管；
（3）cab；
（4）①碳；②4Na+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2Na₂O+C；取濾液少許，用pH試紙檢驗濾液，若濾液呈堿性，則殘留固體中含有Na₂O．
（5）鈉、鎂等活潑金屬失火不能用二氧化碳滅火．

點評 本題聯系學生感興趣的實際新知識，有助于學生能力的考查，必須活學活用才能解好這類有新意的試題．