题目内容

7．某学生为了探究钠与CO2的反应，利用如图装置进行实验．（已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd）

（1）请将如图各装置连接完整（填写装置中序号）②→④→③→①→⑤．
（2）若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2，在加稀盐酸时，发现CaCO3与稀盐酸不能接触，而稀盐酸又不够了，为使反应能顺利进行，可向装置②长颈漏斗中加入的试剂是AC．
A．CCl4                B．H2SO4溶液   C．硝酸钠溶液          D．植物油
（3）检查装置②的气密性，方法是用弹簧夹夹住C处橡皮管，向装置②中加水至长颈漏斗液面高于试管液面，且长时间液面差稳定．装好药品后，点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹，让CO2充满整个装置，当观察到装置⑤中澄清石灰水变浑浊；排尽装置中空气，以免空气中O2、CO2、H2O干扰实验时再点燃酒精灯．装置④的作用除去二氧化碳中氯化氢气体．
（4）通入CO2的量不同可能会导致生成的产物不同．假如反应过程中有下列两种情况，按要求分别写出两种情况时的化学方程式．
I．当装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀产生，装置①中固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出此情况时钠与CO2反应的化学方程式2Na+2CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO．
Ⅱ．当装置①中钠的质量为0.23g时，充分反应后，将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中，产生112mL的CO2气体（标况下测定），装置⑤PdCl2溶液中没有观察到黑色沉淀产生，写出此情况时钠与CO2反应的化学方程式4Na+3CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na2CO3+C．

分析 （1）根据实验目的：探究钠与CO2的反应，设计实验方案，完成正确的仪器连接顺序；
（2）发现CaCO3与稀盐酸不能接触，而稀盐酸又不够了，为使反应能顺利进行，可加密度比水大且不反应的物质或只提供溶剂作用的物质；
（3）利用液差法检验气密性；实验目的是检验钠与二氧化碳的反应，所以需要排净装置中的空气；装置④用于除去杂质；
（4）I．根据PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd分析反应生成产物；
II．根据金属钠的物质的量，根据标况下二氧化碳的体积计算出二氧化碳的物质的量，根据二者物质的量判断生成产物．

解答 解：（1）根据实验目的，先需要准备二氧化碳，选用二氧化碳发生装置为②，为了便于控制反应，选用的药品是块状碳酸钙，所以只能选用稀盐酸，生成的二氧化碳中混有氯化氢氢气，需要经过装置④饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯化氢，然后干燥二氧化碳，选用装置③浓硫酸，干燥后的二氧化碳通入装置①与金属钠反应，反应后的气体利用装置⑤检验，所以正确的连接顺序为：c→f→g→d→e→a→b→h→i，装置中序号为②④③①⑤，
故答案为：②；④；③；①；⑤；
（2）发现CaCO3与稀盐酸不能接触，而稀盐酸又不够了，为使反应能顺利进行，则
A．CCl4密度比水大，且不反应，可使盐酸与碳酸钙接触，故A正确；
B．H2SO4溶液与碳酸钙反应生成硫酸钙，不利于气体的制备，故B错误；
C．硝酸钠溶液使溶剂增多，碳酸钙与盐酸接触，故C正确；
D．植物油的密度比水的密度小，可使碳酸钙与盐酸分离，故D错误；
故答案为：AC；
（3）检查装置②的气密性，方法是用弹簧夹夹住C处橡皮管，向装置②中加水至长颈漏斗液面高于试管液面，且长时间液面差稳定；反应开始前，需要排尽装置中空气，以免空气中O2、CO2、H2O干扰实验，装置⑤中左端试管中澄清石灰水变浑浊，且导管口产生均匀气泡，开始点燃酒精灯；
装置④的作用为除去二氧化碳中氯化氢气体，
故答案为：用弹簧夹夹住C处橡皮管，向装置②中加水至长颈漏斗液面高于试管液面，且长时间液面差稳定；装置⑤中澄清石灰水变浑浊；排尽装置中空气，以免空气中O2、CO2、H2O干扰实验；除去二氧化碳中氯化氢气体；
（4）I．装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀，说明反应生成了一氧化碳；装置①中固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明生成的固体是碳酸钠，钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和一氧化碳，反应的化学方程式为2Na+2CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO，
故答案为：2Na+2CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO；
II．钠的质量为0.23g，钠的物质的量为0.01mol；反应装置⑤中无现象，说明没有生成一氧化碳和二氧化碳气体；充分反应后，将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生112mL（标准状况）CO2气体，二氧化碳的物质的量为0.005mol，含有碳酸根离子0.005mol，钠与碳酸根离子物质的量为2：1，说明生成了碳酸钠固体；溶液中还有固体残留，说明有固体碳生成，根据以上分析，钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳，反应的化学方程式为4Na+3CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na2CO3+C，
故答案为：4Na+3CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na2CO3+C．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握实验原理、实验装置的作用、实验基本操作等为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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18．有机物A（C11H12O5）同时满足下列条件：①含苯环且不含甲基；②苯环上一氯取代物只有2种；③1mol A与足量的NaHCO3反应生成1mol CO2；④遇FeCl3溶液不显色．A有如图所示转化关系：

已知：+NaOH$→_{△}^{CaO}$R-H+Na2CO3
回答下列问题：
（1）A中有3种官能团，H的分子式为C7H4O3Na2．
（2）由C生成G的反应类型是酯化反应．
（3）G的结构简式为，K的结构简式为．
（4）①写出C→D反应的化学方程式；
②写出I→J反应的离子方程式．
（5）①C的同分异构体中能同时满足下列条件：a．能发生银镜反应，b．能发生皂化反应；c．能与Na反应产生H2气，共有5种（不含立体异构）．其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6﹕1﹕1的是（写结构简式）．
②C的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号（或数据）完全相同，该仪器是A（填标号）．
A．元素分析仪   B．质谱仪    C．红外光谱仪   D．核磁共振仪．
15．设NA为阿伏加德罗常数的6值，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，16 g O2和32g O3的混合物中，含有O原子数目为3NA
B．标准状况下，1 mol Na2O和1 mol Na2O2的混合物中，含有离子总数为7NA
C．1 mol NaBH4中离子键的数目为2NA
D．在K35ClO3+6H37Cl═KCl+3Cl2↑+3H2O中，若生成71 g Cl2，转移的电子数目为$\frac{5}{3}$NA
2．【化学-选修5：有机化学基础】
衣康酸M是化学合成工业的重要原料，可用于制备高效除臭剂、粘合剂等多种化学产品．衣康酸可经过下列反应路线得到（部分反应条件略）：

（1）M的化学式为C5H6O4，其中含氧官能团的名称为羧基，与M属于同类且核磁共振氢谱有5组峰的同分异构体的结构简式为HOOCCH=CHCH2COOH．
（2）写出B→C的化学方程式为+NaOH$→_{△}^{乙醇}$+NaCl+H2O，其反应类型为消去反应．
（3）已知，D经五步转成变成M的合成反应流程为：

①G的结构简式为；
②E→F的化学方程式为；
③已知：
按照上图格式写出D经三步转变成M的合成反应流程（牵涉的有机物都用结构简式表示，第二步反应试剂及条件限用NaOH水溶液、加热）．
12．Ⅰ．下列有关叙述正确的是BD
A．碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂            
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Ⅱ．锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO．
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19．硅酸钠（Na2SiO3）的水溶液俗称水玻璃（或泡花碱），常用作黏合剂和木材防火材料．
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（2）第②步反应的离子方程式：
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（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要0.02mol NaClO3．
17．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（　　）
A．标准状况下，22.4L乙醇含有2NA个碳子
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C．28g乙烯和丙烯（C3H6）的混合气体中含有的碳原子数为2NA
D．1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去NA个电子

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