Question

15．某研究性学习小组在课外读物中看到：“通常CO₂可做灭火剂，但有些物质（如Na）着火，不能用O₂熄火．”他们决定探究CO₂与Na反应的产物．

[提出猜想]CO₂与Na反应可能产生4种物质：C、CO、Na₂CO₃和Na₂O．
[查阅资料]①Na是非常活泼的金属，常温下能与O₂、H₂O等物质反应；②NaHCO₃饱和溶液不与CO₂反应；③Na₂O是白色固体；④向银氨溶液[Ag（NH₃）₂OH]中通入CO产生灰色沉淀．
[实验过程]同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（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	实验结论及解释
①	打开a，关闭b，由长颈漏斗注入稀盐酸	I．A中产生大量气泡 II．E中出现浑浊	E中出现浑浊后，再点燃酒精灯的目的是：排出装置中的空气，防止空气的干扰
②	当E中出现浑浊时，打开b，关闭a，点燃酒精灯	I．D中Na剧烈燃烧，产生白烟．内壁附着黑色、白色固体 II．G中产生灰色沉淀	D试管中的反应产物一定有C和CO
③	取反应后D中少量白色固体于另一支试管中，加水溶解，再加入CaCl2稀溶液	产生白色沉淀	D试管中的反应产物还有Na2CO3

（2）实验反思
①装置B可除去混杂在CO₂中的HCl，写出该反应的化学方程式：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；
②若无装置C，对实验有影响的物质是水；
③写出E中出现浑浊所发生反应的化学方程式：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
④[Ag（NH₃）₂OH]与CO反应，生成灰色沉淀Ag、碳酸铵和氨气，写出该反应的化学方程式：3Ag（NH₃）₂OH+CO=3Ag+（NH₄）₂CO₃和4NH₃↑．

Answer 1

分析 题图所示实验操作过程：石灰石和盐酸制得的二氧化碳气体经过B、C装置净化、干燥后，依次通过D、F、G装置，其中装置E可自由控制二氧化碳的通入与否．
装置的作用：装置B净化吸收混有的氯化氢气体；装置C干燥二氧化碳；装置D中发生钠在二氧化碳气体中的燃烧，可通过点燃灯加热来控制；装置E装有澄清石灰水检验二氧化碳，使用开关a控制；装置F盛有氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳，使用开关b控制；装置G盛有银氨溶液[Ag（NH₃）₂OH]，检验气体CO的存在；最后用气球进行尾气收集处理．

解答 解：（1）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．E中出现浑浊，二氧化碳气体通入了装置E，说明了装置内已充满二氧化碳，即装置内的空气全部排出．
故答：排出装置中的空气，防止空气的干扰；
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．
故选C和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．
故答：Na₂CO₃；
（2）实验反思
①装置B中NaHCO₃饱和溶液可除去混杂在CO₂中的HCl，写出该反应的化学方程式：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；故答案为：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；
②C装置中应装浓硫酸，若无装置C，对实验有影响的物质是水；故答案为：水；
③氢氧化钙和二氧化碳反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
④[Ag（NH₃）₂OH]与CO反应，生成灰色沉淀Ag、碳酸铵和氨气，该反应的化学方程式：3Ag（NH₃）₂OH+CO=3Ag+（NH₄）₂CO₃和4NH₃↑．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．