Question

12．某科學研究小組利用如圖儀器進行有關CO₂的探究實驗．

（1）以石灰石和稀鹽酸為原料，在實驗室中制備并收集一瓶干燥，純凈的二氧化碳氣體，要達到實驗目的，裝置中導管接口從左到右的連接順序為：c接f→g→a→b→k．（提示：揮發處少量HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液吸收）．
（2）研究小組的同學將CO₂通入裝置E中，加熱使鈉燃燒，充分反映后生成一種黑色的固體和一種白色固體．
【做出猜想】白色固體可能是①氧化鈉 ②碳酸鈉 ③碳酸氫鈉 ④氧化鈉和碳酸鈉的混合物；指出以上不合理的猜想并說明理由③不合理，反應物中不含有氫元素．
【查閱資料】氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉，碳酸鈉溶液呈堿性．
【實驗探究】取少量白色固體溶于水，將溶液分成兩份，向其中一份加入酚酞溶液，變紅；向另一份溶液中先加入過量CaCl₂溶液，出現白色沉淀，過濾，向濾液里滴加酚酞，無明顯現象．
【得出結論】根據以上信息，試分析鈉在二氧化碳中燃燒的產物是Na₂CO₃．
【實驗反思】研究小組在實驗時，先通過二氧化碳，在加熱金屬鈉，該順序是否合理，若合理請說明原因，若不合理請提出改進意見合理，有利于排凈E中的空氣．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室制取二氧化碳的藥品，要得到純凈干燥的二氧化碳，應先除雜再干燥，洗氣裝置中導管長進短出，且二氧化碳密度比空氣大，碳酸氫鈉溶液可與氯化氫氣體反應分析解答；
（2）考慮化學反應前后，元素種類不變

解答 解：（1）實驗室通常用裝置B制取二氧化碳，要用圖中裝置收集一瓶純凈干燥的二氧化碳氣體，應該先通入飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中的氯化氫氣體，后通入濃硫酸除去二氧化碳中的水蒸氣，且通入時要長進短出，再收集二氧化碳，則導管口的連接順序是：c→f→g→d→b→k；
（2）③不合理，因為反應物中不含有氫元素，因此不可能生成碳酸氫鈉；向另一份中先加入過量CaCl₂溶液，出現白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉，過濾，向濾液里滴加酚酞溶液，無明顯現象，說明溶液中不含有氫氧化鈉，因此白色物質為碳酸鈉；故猜想②正確．鈉在二氧化碳中燃燒的化學方程式為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2Na₂CO₃；研究小組在實驗時，先通過二氧化碳，在加熱金屬鈉，該順序合理，因為這樣有利于排凈E中的空氣．
故答案為：（1）：c→f→g→a→b→k；
（2）③不合理，反應物中不含有氫元素、Na₂CO₃、合理，有利于排凈E中的空氣．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．