Question

3．根据Mg能在CO₂中燃烧，某兴趣小组推测Na应该也能在CO₂中燃烧，且固体产物可能为C、Na₂O、Na₂O₂、Na₂CO₃和Na₂C₂O₄中的两种或三种．该小组用如下图装置进行了实验探究．查阅资料得知草酸（H₂C₂O₄）是一种二元有机弱酸，草酸钙（CaC₂O₄）不溶于水能溶于稀盐酸，PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd．回答下列问题：

（1）少量金属钠保存在煤油中，取用少量金属钠的操作是需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油
（2）为了使反应随开随用，随关随停，图1虚线方框内应选用c装置（填图2字母代号），
（3）装置2中所盛试剂为B．
A．NaOH溶液        B．饱和NaHCO₃溶液   C．饱和Na₂CO₃溶液  D．饱和NaCl溶液
（4）由实验现象和进一步的探究得出反应机理．
A．装置6中有黑色沉淀生成；
B．取反应后直玻管中的固体物质34.6g溶于足量的水中，无气泡产生且得到澄清的溶液；将溶液加水稀释配成250mL的溶液；
C．取25.00ml步骤B的溶液，滴加足量稀盐酸，将生成的无色无味气体通入足量澄清石灰水，有白色沉淀生成．沉淀经过滤、洗涤、干燥，称量得固体质量为2.0g．
D．另取25.00ml步骤B的溶液于锥形瓶中，用0.100mol•L^-1酸性KMnO₄标准溶液滴定，平行两次操作，平均消耗标准溶液40.00mL．
①KMnO₄滴定实验时发生的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．达到滴定终点的标志是滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色
②该探究得出钠与二氧化碳反应的化学方程式为6Na+4CO₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂O+Na₂CO₃+3CO．

Answer 1

分析 （1）据钠的保存需要考虑钠的性质，如钠与空气和水发生反应，与四氯化碳、汽油、煤油不反应，钠的密度比四氯化碳小、比煤油、汽油的密度大以及汽油的沸点低于煤油，易挥发．金属钠通常保存在煤油中，需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀等；
（2）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，根据装置特点确定检验所选装置的气密性的方法；
（3）由实验方案图可知装置b是除去二氧化碳中的HCl，应用饱和的碳酸氢钠溶液；
（4）取最后一次洗涤液加入稀H₂SO₄，不出现浑浊说明沉淀洗涤干净；根据步骤A装置6中有黑色沉淀生成，可知钠与二氧化碳反应生成了一氧化碳，草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子；利用高锰酸钾溶液紫红色指示反应终点．

解答 解：（1）金属钠与煤油不反应，且密度比煤油大，沉于煤油底部，隔开了空气，所以钠能保存在煤油中，实验室取用少量金属钠时，需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油，
故答案为：煤油；需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油；
（2）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，故选C．
故答案为：C；
（3）由实验方案图可知，a为二氧化碳发生装置，d为二氧化碳与钠反应装置，加入d装置的二氧化碳应干燥，没有其它，故装置b是除去二氧化碳中的HCl，应用饱和的碳酸氢钠溶液，
故答案为：B；
（4）①草酸被高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；滴定实验达到终点时，滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；滴加最后一滴KMnO₄溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色；
②根据步骤A装置6中有黑色沉淀生成，可知钠与二氧化碳反应生成了一氧化碳；步骤C中最终所得固体质量为2.00g为碳酸钙，说明反应生成碳酸钠，根据碳元素守恒可知，碳酸钠的物质的量=$\frac{2.00g}{100g/mol}$=0.02mol，故34.6g固体物质中碳酸钠的物质的量为0.02mol×$\frac{250}{25}$=0.2mol，其质量=0.2mol×106g/mol=21.2g；
根据步骤B取反应后直玻管中的固体物质34.6g溶于足量的水中，无气泡产生且得到澄清的溶液，可知固体中有氧化钠，质量为34.6g-21.2g=13.4g，物质的量为$\frac{12.4g}{62}$=0.2mol，根据Na₂O和Na₂CO₃物质的量之比为 0.2mol：0.1mol=2：1，利用元素守恒和电子守恒配平反应方程式为：6Na+4CO₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂O+Na₂CO₃+3CO，
故答案为：6Na+4CO₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂O+Na₂CO₃+3CO．

点评 本题考查物质组成与探究，涉及对实验方案的理解、实验基本操作、化学计算与数据处理等，确定生成物的成分以发生的反应是难度，也是易错点，题目难度较大．