Question

1．某兴趣小组的学生根据Mg与CO₂反应原理推测钠也能在CO₂中燃烧，为了确定其产物并进行实验论证，某同学设计了如图1装置进行实验（已知PbCl₂能被CO还原得到黑色的Pb）．请回答下列问题：

（1）为了使反应随开随用，随关随停，方框内应选用图2中C装置（填字母代号）．简述装置随关随停的理由：C中当打开止水夹时，酸就和有孔塑料板上的石灰石反应生成气体，当关闭止水夹时，生成的气体就无法从导管中排出，从而使装置内的压强增大，把酸液挤到长颈漏斗中，使固液分离．
（2）检查装置的气密性并装好药品后，点燃酒精灯前，应进行的操作是打开弹簧夹，等装置5（填数字编号）中出现澄清的石灰水变浑浊现象时，再点酒精灯，这步操作的目的是驱除系统内的空气．
（3）①若装置6中有黑色沉淀，装置4中残留固体（只有一种物质）加盐酸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为2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO．
②若装置6中溶液无明显现象，装置4中残留固体（有两种物质）加盐酸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为4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C．
（4）指导老师认为，不仅要检验残留固体中是否有碳酸钠还要检验其中是否有氧化钠和碳．当确认钠充分反应后，请你设计一个简单实验，验证装置4中的残留固体中是否有Na₂O和C：将4中固体加足量水，有不溶黑色固体，则生成物中有C，在所得水溶液中加入过量BaCl₂溶液，有沉淀生成，说明有Na₂CO₃生成；过滤，用pH试纸检验滤液，若滤液呈碱性，则残留固体中含有Na₂O．

Answer 1

分析 （1）制取二氧化碳时，为了使制气过程具有“随开随用，随关随停”的特点，应该选用能够可以固、液药品分开的装置；
（2）由实验方案图可知，1为二氧化碳发生装置，4为二氧化碳与钠反应装置，加入4装置的二氧化碳应干燥，没有其它，故装置2是除去二氧化碳其它中的HCl，应用饱和的碳酸氢钠溶液，3为干燥装置，吸收水蒸气．反应需要排尽装置内的空气，当5装置中产生白色沉淀，说明空气中的二氧化碳排尽，再加热4处的酒精灯发生反应；
（3）①由题意可知，装置4中的残留固体（只有一种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，说明生成碳酸钠，装置6中有黑色沉淀，说明PdCl₂溶液能被CO还原得到黑色的Pd，所以反应物为碳酸钠和CO；
②装置4中残留固体（有两种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，其中一种固体为碳酸钠，另一种固体为C；
（4）根据氧化钠溶于水生成氢氧化钠，溶液显碱性，C不溶于水分析．

解答 解：（1）制取二氧化碳时，为了使制气过程具有“随开随用，随关随停”的特点，应该选用能够可以固、液药品分开的装置，A中只能控制反应的速率，但不能控制反应的随时进行与停止；而C中当打开止水夹时，酸就和有孔塑料板上的石灰石反应生成气体，当关闭止水夹时，生成的气体就无法从导管中排出，从而使装置内的压强增大，把酸液挤到长颈漏斗中，使固液分离，
故答案为：C；C中当打开止水夹时，酸就和有孔塑料板上的石灰石反应生成气体，当关闭止水夹时，生成的气体就无法从导管中排出，从而使装置内的压强增大，把酸液挤到长颈漏斗中，使固液分离；
（2）检查装置的气密性并装好药品后，点燃酒精灯前，应进行的操作是，打开弹簧夹，由分析可知，反应需要排尽装置内的空气，当装置5中澄清的石灰水变浑浊，说明空气中的二氧化碳排尽，再加热4处的酒精灯发生反应，
故答案为：打开弹簧夹；5；澄清的石灰水变浑浊；驱除系统内的空气；
（3）①由题意可知，装置4中的残留固体（只有一种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，说明生成碳酸钠，装置6中有黑色沉淀，说明PdCl₂溶液能被CO还原得到黑色的Pd，所以反应物为碳酸钠和CO，反应的化学方程式为2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO，
故答案为：2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO；
②装置4中残留固体（有两种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，其中一种固体为碳酸钠，另一种固体为C，反应的方程式为4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C，
故答案为：4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C；
（5）根据C不溶于水分析，将4中固体加足量水，有不溶黑色固体，则生成物中有C，实验方法为将4中固体加足量水，有不溶黑色固体，则生成物中有C，在所得水溶液中加入过量BaCl₂溶液，有沉淀生成，说明有Na₂CO₃生成；过滤，用pH试纸检验滤液，若滤液呈碱性，则残留固体中含有Na₂O，
故答案为：将4中固体加足量水，有不溶黑色固体，则生成物中有C，在所得水溶液中加入过量BaCl₂溶液，有沉淀生成，说明有Na₂CO₃生成；过滤，用pH试纸检验滤液，若滤液呈碱性，则残留固体中含有Na₂O．

点评 本题考查了物质性质的分析、实验基本操作、除杂、气体制取检验等知识点，联系学生感兴趣的实际新知识，有助于学生能力的考查，必须活学活用才能解好这类有新意的试题，题目难度中等．