Question

（2012?岳陽二模）某學生根據Mg與CO₂反應原理，認為鈉與CO₂也可以反應，利用如下裝置進行實驗，來探究鈉與CO₂的反應（已知PdCl₂能被CO還原得到黑色的Pd）．可供選擇的藥品有：CaCO₃（塊狀）、Na₂CO₃（粉末）、鹽酸、稀硫酸、鈉．

（1）請將如圖各裝置連接完整：

c

接

f

，

g

接

d

，

e

接

a

，

b

接

h

接

i

．
（2）裝置②有孔塑料板上所放的藥品是：

CaCO₃（塊狀）

．
（3）檢查裝置氣密性并裝好藥品后，當觀察到

裝置⑤中澄清石灰水變渾濁

現象時才點燃酒精燈．這樣操作的目的是

排盡裝置中空氣，以免空氣中O₂、CO₂、H₂O干擾實驗

．
（4）實驗過程中CO₂足量，假如鈉與CO₂反應有下列兩種情況，請分別寫出兩種情況下鈉與CO₂反應的化學方程式．
①若裝置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生能使澄清石灰水變渾濁的氣體．

2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO

．
②若裝置①中鈉的質量為0.46g，反應裝置⑤中無現象，充分反應后，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產生224mL（標準狀況）CO₂氣體，且溶液中還有固體殘留．

4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C

．

Answer 1

分析：（1）根據實驗目的：探究鈉與CO₂的反應，設計實驗方案，完成正確的儀器連接順序；
（2）根據能夠控制反應生成的二氧化碳分析；
（3）實驗目的是檢驗鈉與二氧化碳的反應，所以需要排凈裝置中的空氣；
（4）①根據PdCl₂能被CO還原得到黑色的Pd分析反應生成產物；
②根據金屬鈉的物質的量，根據標況下二氧化碳的體積計算出二氧化碳的物質的量，根據二者物質的量判斷生成產物．

解答：解：（1）根據實驗目的，先需要準備二氧化碳，選用二氧化碳發生裝置為②，為了便于控制反應，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，需要經過裝置④飽和碳酸氫鈉溶液除去雜質氯化氫，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，反應后的氣體利用裝置⑤檢驗，所以正確的連接順序為：c→f→g→d→e→a→b→h→i，
故答案為：c；f；g；d；e；a；b； h；i；
（2）由于使用碳酸鈣固體，可以控制生成二氧化碳的反應，所以裝置②有孔塑料板上所放的藥品是塊狀的碳酸鈣，
故答案為：CaCO₃（塊狀）；
（3）反應開始前，需要排盡裝置中空氣，以免空氣中O₂、CO₂、H₂O干擾實驗，等到裝置⑤中澄清石灰水變渾濁，說明裝置中空氣已經排凈，
故答案為：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干擾實驗；
（4）①裝置⑤PdCl₂溶液中觀察到有黑色沉淀，說明反應生成了一氧化碳；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，鈉與二氧化碳反應生成了碳酸鈉和一氧化碳，反應的化學方程式為：2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO，
故答案為：2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO；
 ②鈉的質量為0.46g，鈉的物質的量為0.02mol；反應裝置⑤中無現象，說明沒有生成一氧化碳和二氧化碳氣體；充分反應后，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產生224mL（標準狀況）CO₂氣體，二氧化碳的物質的量為0.01mol，含有碳酸根離子0.01mol，鈉與碳酸根離子物質的量為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，根據以上分析，鈉與二氧化碳反應生成了碳酸鈉和碳，反應的化學方程式為：4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C，
故答案為：4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C．

點評：本題考查了探究鈉與CO₂的反應，難度稍大，涉及了實驗裝置的連接、化學方程式書寫等知識，注意（4）需要根據題中信息判斷生成產物，充分考查了學生的分析、理解能力和靈活應用所學知識的能力．