Question

(14分）某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO₂发生反应，推测活泼金属钠也能与CO₂发生反应，因此实验小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究（尾气处理装置已略去）。已知：常温下，CO能使一些化合物中的金属离子还原。

  例如：PdCl₂+CO+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl

反应生成黑色的金属钯，此反应也可用来检测微量CO的存在。

请回答下列问题：

  （1）为了使制气装置能“随开随用，随关随停”，上图A处制取CO₂气体应选用的装置

是         （填写“I”、“II”或“III”）,其离子方程式是                   ，。装置B、C中应盛放的试剂分别是                         。

  （2）观察实验装置图可知Na与CO₂反应的条件是         ，检查装置的气密性完好并装入药品后，在点燃酒精喷灯前，必须进行的操作是               ，待装置E 中出现       现象时，再点燃酒精喷灯。

   （3）假设CO₂气体为足量，在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况，请回答问题：

   ①若装置F中溶液无明显变化，装置D中生成两种固体物质，取少量固体生成物与盐酸反应后，有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是                                       。

   ②若装置F中有黑色沉淀生成，装置D中只生成一种固体物质，取少量该固体与盐酸反应后，也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是                                     。

  （4）请判断②中D装置生成固体的成分是钠的正盐还是酸式盐？请用文字简要说明理由。

                                                          

 

Answer 1

（1）  III  （1分）   CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑（1分）

       饱和NaHCO_3­  （1分）浓H₂SO₄（1分）

 （2）高温或强热（1分）打开III中的止水夹（2分）  澄清的石灰水变浑浊（1分）  

（3）①4Na+3CO₂     2Na₂CO₃+C（2分）②2Na+2CO₂     Na₂CO₃+CO（2分）

 （4）生成正盐。因为根据质量守恒定律可知，反应物共有三种元素，没有氢元素，因此不能生成酸式盐。或生成正盐（1分）因为高温条件下碳酸氢钠不存在。（其它合理答案均给分）（2分）

解析:（1）装置III实验简易启普发生器，可达到实验，目的。实验室制取CO₂的方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑。由于制取的CO₂中含有氯化氢和水蒸气，二者均和钠反应，需要需要在通入D之前全部除去，分别用饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸。

（2）装置中有酒精喷灯，说明反应需要高温。装置中含有空气，空气也能氧化钠，所以需要先利用CO₂排尽装置中的空气。

（3）①F中无现象，说明没有CO生成，根据固体的性质可知，生成物是碳酸钠和碳，方程式为4Na+3CO₂     2Na₂CO₃+C。

②根据实验现象可知，生成物是碳酸钠和CO，方程式为2Na+2CO₂     Na₂CO₃+CO。

（4）由于在反应中没有氢元素参与，所以不可能是酸式盐，且在高温下碳酸氢钠也是不存在的。