Question

【題目】化學小組同學在課外讀物中看到：“通常CO2可作滅火劑，但有些物質（如Na）著火，不能用CO2熄滅。”他們決定探究CO2與Na反應的產物。

（提出猜想）小明認為CO2與Na反應可能生成4種物質：C、CO、Na2O、Na2CO3。

小紅認為CO2與Na反應還可能生成NaOH。

經過小組討論，同學們一致認為不可能生成NaOH，理由是_____。

（查閱資料）①Na是非常活潑的金屬，常溫下與O2、H2O等物質反應。

②Na2CO3溶液與石灰水反應生成白色沉淀。

③Na2O是白色固體，與H2O反應生成NaOH。

④向氯化鈀（PdCl2）溶液中通入CO，產生黑色沉淀。

⑤濃硫酸能吸收氣體中的水分，干燥氣體。

⑥NaHCO3溶液能與HCl氣體反應生成二氧化碳，故可用于除去HCl氣體。

（實驗過程）同學們在老師的指導下設計了如下圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）

（1）實驗記錄：

序號	實驗操作	主要實驗現象	實驗結論和解釋
①	打開a，關閉b，由長頸漏斗注入稀鹽酸	A中產生大量氣泡，E中出現渾濁	E中反應的化學方程式為_____
②	當E中出現渾濁時，打開b，關閉a，點燃酒精燈	D中鈉劇烈燃燒，產生白煙，內壁附著黑色、白色固體，G中產生黑色沉淀	反應產物中一定含有_____和_____
③	取D中白色固體于試管中，加水溶解，再加入石灰水	產生白色沉淀	反應產物還有_____

（2）實驗反思：

①組裝好裝置后應該進行的操作是_____。

②實驗記錄②中，E中出現渾濁，再點燃酒精燈的目的是_____。

③若無裝置C，對實驗有影響的物質是_____。

④該裝置存在明顯的缺陷：_____。

⑤數據若在實驗過程中至少需要8.8g二氧化碳參加反應，則最少需要含雜質20%的石灰石的質量是多少？_____（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】化學反應前后元素的種類不變，反應前二氧化碳和鈉中不含氫元素，所以不可能生成NaOH CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O C CO Na2CO3 檢查裝置的氣密性 確保裝置中的空氣已經排凈 H2O 沒有尾氣吸收裝置，CO污染空氣 25g

【解析】

[提出猜想]

由質量守恒定律可知，化學反應前后元素的種類不變，反應前二氧化碳和鈉中不含氫元素，所以不可能生成NaOH；

[實驗過程]

（1）實驗記錄：

①打開a關閉b，控制二氧化碳氣體進入裝置E，二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸鈣，石灰水變渾濁，化學方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

②點燃酒精燈使裝置D中的燃燒反應開始發生，打開b關閉a，使燃燒后氣體依次通過裝置F和G．鈉與二氧化碳反應的反應物中僅含鈉、碳、氧三種元素，由這三種元素組成的物質中呈黑色的只可能是單質碳，即裝置D中生成的黑色固體為單質碳。裝置G中氯化鈀溶液出現黑色沉淀，結合資料④可知混合氣體中含有CO；

③鈉與二氧化碳反應生成的白色固體物質可能為氧化鈉、碳酸鈉等，加水溶解并加入石灰水，出現白色沉淀，說明白色固體物質中含有碳酸根，即含有碳酸鈉；

（2）實驗反思：

①組裝好裝置后應該進行的操作是檢查裝置的氣密性；

②E裝置中澄清的石灰水變渾濁，說明裝置內的空氣已經排凈，可以點燃酒精燈進行加熱，否則可能因混有空氣而發生爆炸；

③濃硫酸有吸水性，所以裝置C應加入濃硫酸，目的是：除去水蒸氣，因為水也會與金屬鈉反應，否則會對實驗的檢測產生影響；

④該裝置存在明顯的缺陷：沒有尾氣吸收裝置，尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放會造成空氣污染；

⑤設最少需要含雜質20%的石灰石的質量為x，則：

x=25g

最少需要含雜質20%的石灰石的質量是25g。