题目内容
【题目】化学小组同学在课外读物中看到：“通常CO2可作灭火剂，但有些物质（如Na）着火，不能用CO2熄灭。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
（提出猜想）小明认为CO2与Na反应可能生成4种物质：C、CO、Na2O、Na2CO3。
小红认为CO2与Na反应还可能生成NaOH。
经过小组讨论，同学们一致认为不可能生成NaOH，理由是_____。
（查阅资料）①Na是非常活泼的金属，常温下与O2、H2O等物质反应。
②Na2CO3溶液与石灰水反应生成白色沉淀。
③Na2O是白色固体，与H2O反应生成NaOH。
④向氯化钯（PdCl2）溶液中通入CO，产生黑色沉淀。
⑤浓硫酸能吸收气体中的水分，干燥气体。
⑥NaHCO3溶液能与HCl气体反应生成二氧化碳，故可用于除去HCl气体。
（实验过程）同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（部分夹持仪器已略去）
（1）实验记录：
序号 | 实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论和解释 |
① | 打开a，关闭b，由长颈漏斗注入稀盐酸 | A中产生大量气泡，E中出现浑浊 | E中反应的化学方程式为_____ |
② | 当E中出现浑浊时，打开b，关闭a，点燃酒精灯 | D中钠剧烈燃烧，产生白烟，内壁附着黑色、白色固体，G中产生黑色沉淀 | 反应产物中一定含有_____和_____ |
③ | 取D中白色固体于试管中，加水溶解，再加入石灰水 | 产生白色沉淀 | 反应产物还有_____ |
（2）实验反思：
①组装好装置后应该进行的操作是_____。
②实验记录②中，E中出现浑浊，再点燃酒精灯的目的是_____。
③若无装置C，对实验有影响的物质是_____。
④该装置存在明显的缺陷：_____。
⑤数据若在实验过程中至少需要8.8g二氧化碳参加反应，则最少需要含杂质20%的石灰石的质量是多少？_____（写出计算过程）
【答案】化学反应前后元素的种类不变，反应前二氧化碳和钠中不含氢元素，所以不可能生成NaOH CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O C CO Na2CO3 检查装置的气密性 确保装置中的空气已经排净 H2O 没有尾气吸收装置，CO污染空气 25g
【解析】
[提出猜想]
由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，反应前二氧化碳和钠中不含氢元素，所以不可能生成NaOH；
[实验过程]
（1）实验记录：
①打开a关闭b，控制二氧化碳气体进入装置E，二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸钙，石灰水变浑浊，化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生，打开b关闭a，使燃烧后气体依次通过装置F和G．钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素，由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳，即装置D中生成的黑色固体为单质碳。装置G中氯化钯溶液出现黑色沉淀，结合资料④可知混合气体中含有CO；
③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等，加水溶解并加入石灰水，出现白色沉淀，说明白色固体物质中含有碳酸根，即含有碳酸钠；
（2）实验反思：
①组装好装置后应该进行的操作是检查装置的气密性；
②E装置中澄清的石灰水变浑浊，说明装置内的空气已经排净，可以点燃酒精灯进行加热，否则可能因混有空气而发生爆炸；
③浓硫酸有吸水性，所以装置C应加入浓硫酸，目的是：除去水蒸气，因为水也会与金属钠反应，否则会对实验的检测产生影响；
④该装置存在明显的缺陷：没有尾气吸收装置，尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放会造成空气污染；
⑤设最少需要含杂质20%的石灰石的质量为x，则：
x=25g
最少需要含杂质20%的石灰石的质量是25g。
