Question

5．已知Mg能在CO₂中燃烧，该反应为置换反应．Na比Mg更活泼，那么Na能在CO₂中燃烧吗？某研究性学习小组设计了如图装置进行探究．

（1）装置B中装的是饱和碳酸氢钠．
（2）装置C中浓硫酸的作用是干燥CO₂气体，装置E中浓硫酸的作用是防止空气中水、氧气进入与钠反应．
（3）放进玻璃管中的金属钠在加热之前，必须先打开活塞，通入CO₂，这样操作的原因是用二氧化碳排尽玻璃管内空气，以防加热时空气中氧气氧化金属钠．
（4）用酒精灯给玻璃管加热，Na在充满CO₂气体的玻璃管里剧烈地燃烧，产生大量的白烟．玻璃管中有黑色物质生成．玻璃管冷却后，玻璃管壁上附着一层白色物质．将玻璃管内物质转移至烧杯中，加水，白色物质溶解于水，黑色物质不溶．过滤，得到澄清的滤液．往滤液中加CaCl₂溶液，溶液变白色浑浊；再滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现，则玻璃管壁上附着的白色物质是Na₂CO₃．另将滤纸上的黑色物质干燥，点燃，其燃烧产物无色无味且能使澄清石灰水变浑浊，则玻璃管中的黑色物质是C．

Answer 1

分析 要探究钠能否在二氧化碳中燃烧，首先要制取纯净的二氧化碳，分析实验装置的原理，先制取二氧化碳，再除掉制取中混有的氯化氢气体、水；可用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，然后再用浓硫酸作干燥剂除去水；在点燃d装置中的酒精灯前，必须除去系统内的空气，防止钠与空气中的氧气反应，且实验装置末端连接浓硫酸，防止空气中的水蒸气与钠反应；通过对生成物进行了探究实验可得出钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳，以此解答该题．

解答 解：（1）二氧化硫中混有氯化氢，可用饱和碳酸氢钠溶液除杂，故答案为：饱和碳酸氢钠；
（2）浓硫酸具有吸水性，可以用浓硫酸做干燥剂来吸收水，实验装置末端连接浓硫酸，防止空气中的水蒸气、氧气进入试管与钠反应，
故答案为：干燥CO₂气体；防止空气中水、氧气进入与钠反应；
（3）在点燃d装置中的酒精灯前，必须除去系统内内的空气，防止钠与空气中的氧气反应，
故答案为：用二氧化碳排尽玻璃管内空气，以防加热时空气中氧气氧化金属钠；
（4）白色物质滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现，应为Na₂CO₃，将滤纸上的黑色物质干燥，点燃，其燃烧产物无色无味且能使澄清石灰水变浑浊，则玻璃管中的黑色物质是碳，涉及反应为4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C，
故答案为：Na₂CO₃；C．

点评 本题考查性质实验方案的设计和探究，为高考常见题型，侧重于基础知识的考查，注意把握实验原理和物质的性质，为解答该题的关键，答题时注意题给信息和反应现象，注意仔细审题，题目难度中等．