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某化学兴趣小组的学生从网上查得如下信息:①钠能在CO2中燃烧.②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd.经过分析讨论,他们认为钠在CO2中燃烧时,还原产物可能是碳、也可能是CO;氧化产物可能是Na2CO3,为验证上述推断,他们设计如下方案进行实验,请回答下列问题:
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(1)他们欲用上述仪器组装一套装置:用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行)来证明钠能在CO2中燃烧、检验气态还原产物,所用仪器接口连接顺序为
 
,制取CO2反应的离子方程式为
 

(2)装置连接好后,首先要进行的实验操作是
 
;点燃酒精灯前,应进行的操作是
 
;等装置
 
现象时,再点酒精灯,这步操作的目的是
 

(3)若仪器D中有黑色沉淀,C中残留固体(只有一种物质),则C中反应的化学方程式为
 
;若仪器D中溶液无黑色沉淀,C中残留固体(有两种物质),则C中反应的化学方程式为
 
分析:(1)先选择二氧化碳发生装置,然后对制取的二氧化碳进行进行除杂、干燥,再通入大试管让钠与二氧化碳反应,最后检验反应产物,按照此顺序进行连接装置;写出碳酸钙与稀盐酸的离子方程式;
(2)实验前必须检查装置的气密性;钠易与氧气反应,故点燃酒精灯前,应该用CO2将装置内空气排出,据此完成实验操作及实验现象;
(3)根据装置D的PdCl2溶液中是否有黑色沉淀及C中有残留固体种类判断金属钠与二氧化碳反应产物,根据反应产物写出反应的化学方程式.
解答:解:(1)装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制,所以制取装置选用F,制取的CO2中含有HCl、H2O(g),可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去,所用装置接口连接顺序为:jcdabefg(e与f可颠倒);制取二氧化碳的离子方程式为:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑,
故答案为:jcdabefgh;CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑;
(2)装置连接好后,首先需要检验装置的气密性;由于钠易与氧气反应,故点燃酒精灯前,先打开F中导管上的止水夹,用CO2将装置内空气排出,当D中澄清石灰水变浑浊时,表明装置中空气已排尽,
故答案为:检查装置的气密性;打开F中导管上的止水夹;D中澄清石灰水变浑浊;排尽装置内的空气;
(3)当C中残留固体只有一种而D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀时,表明反应的产物是Na2CO3与CO,反应的化学方程式为:2Na+2CO2═Na2CO3+CO;当C中固体有两种而D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时,表明生成物是Na2CO3与单质碳,反应的化学方程式为:4Na+3CO2═2Na2CO3+C,
故答案为:2Na+2CO2═Na2CO3+CO;4Na+3CO2═2Na2CO3+C.
点评:本题考查了碱金属及其化合物的性质,该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题.试题基础性强,在注重对学生基础知识训练和检验的同时,侧重对学生实验答题能力的培养和方法与技巧的指导和训练,有利于提高学生的实验设计能力和应试能力,提升学生的学科素养.
练习册系列答案
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某化学兴趣小组的学生从网上查得如下信息:①钠能在CO2中燃烧.②常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd.经过分析讨论,他们认为钠在CO2中燃烧时,还原产物可能是碳,也可能是CO,氧化产物可能是Na2CO3.为验证上述推断,他们设计如下方案进行实验,请回答下列问题.
(1)他们欲用上述装置组装一套新装置:用石灰石与盐酸反应制取CO2(能随意控制反应的进行)来证明钠能在CO2中燃烧并检验其还原产物,所用装置接口连接顺序为
jcdabefg(e与f可颠倒)
jcdabefg(e与f可颠倒)
,制取CO2反应的离子方程式为
CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2
CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2

(2)装置连接好后,首先要进行的实验操作是
检查装置的气密性
检查装置的气密性
,点燃酒精灯前,应进行的操作是
打开F中导管上的止水夹
打开F中导管上的止水夹
,等装置
D中澄清石灰水变浑浊
D中澄清石灰水变浑浊
(填写装置字母代号及现象)时,再点燃酒精灯,这步操作的目的是
排尽装置内的空气
排尽装置内的空气

(3)若装置D的PdCl2溶液中有黑色沉淀,C中有残留固体(只有一种物质),则C中反应的化学方程式为
2Na+2CO2═Na2CO3+CO
2Na+2CO2═Na2CO3+CO

若装置D的PdCl2溶液中无黑色沉淀,C中有残留固体(有两种物质),则C中反应的化学方程式为
4Na+3CO2═2Na2CO3+C
4Na+3CO2═2Na2CO3+C

(4)后来有一位同学提出,钠的氧化产物也可能是Na2O,因此要最终确定钠的氧化产物是何种物质,还需要检验C中残留的固体是否含有Na2O,为此,他认为应较长时间通入CO2以确保钠反应完,然后按照如下方案进行实验,可确定残留固体中是否含有Na2O,他的实验方案是
将残留固体溶于水,在所得水溶液中加入过量BaCl2溶液,再向溶液中滴加2滴酚酞试液,若溶液变红色,则残留固体中含有Na2O,否则不含Na2O(其他合理答案也可)
将残留固体溶于水,在所得水溶液中加入过量BaCl2溶液,再向溶液中滴加2滴酚酞试液,若溶液变红色,则残留固体中含有Na2O,否则不含Na2O(其他合理答案也可)

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