Question

14．Mg能在CO₂中燃燒，Na比Mg更活潑，那么Na能在CO₂中燃燒嗎？某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如下裝置進行探究．請你和他們一起探究，并回答下列個小題．

（1）儀器A的名稱為長頸漏斗，其中所裝試劑可以是acd（填字母序號）．
a．鹽酸   b．硫酸   c．醋酸   d．硝酸
（2）裝置乙的作用是（用離子方程式表示）H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O．裝置戊中所裝試劑是濃硫酸，其作用是防止空氣中水蒸氣進入丁中．
（3）從試劑瓶中取出的金屬鈉，必須經(jīng)過必要的操作，方可進行后續(xù)的實驗，該必要的操作是用濾紙吸干表面的煤油，并用小刀切去表層．
（4）如何檢查裝置甲的氣密性？關(guān)閉活塞，用手捂熱試管，如果長頸漏斗內(nèi)液面上升就說明氣密性良好，否則氣密性不好．
（5）放進玻璃管中的金屬鈉在加熱之前，必須先打開活塞，通入CO₂這樣操作的原因是驅(qū)除盡系統(tǒng)內(nèi)的空氣，防止干擾實驗．
（6）用酒精燈給玻璃管加熱，Na在充滿CO₂氣體的玻璃管里劇烈地燃燒，產(chǎn)生大量的白煙．玻璃管璧上出現(xiàn)少量黑色物質(zhì)．冷卻后，玻璃管壁上附著一層白色固體，將白色固體轉(zhuǎn)移至燒杯中，加水，充分攪拌后，底部殘留黑色固體．過濾后，在濾液中加CaCl₂溶液，產(chǎn)生白色渾濁；再加稀鹽酸，沉淀溶解并產(chǎn)生氣泡，由此可推測，裝置中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

Answer 1

分析 要探究Na能否在CO₂中燃燒，首先要制取純凈的CO₂，根據(jù)實驗裝置先制取CO₂，再除掉制取中混有的HCl氣體、H₂O，在除HCl氣體時，不能用NaOH溶液，因為NaOH會和CO₂反應(yīng)；在除水時可以用濃硫酸作干燥劑；
在點燃d裝置中的酒精燈前，必須除去系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的空氣，防止Na與空氣中的氧氣反應(yīng)；通過對生成物進行了探究實驗可得出Na與CO₂反應(yīng)生成了碳酸鈉和C，可以寫出反應(yīng)的方程式；
（1）儀器A的名稱為長頸漏斗，其中所裝試劑可以是鹽酸、醋酸或硝酸，它們都可以和碳酸鈣或碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳；
（2）生成的二氧化碳中含有甲中的酸，乙目的是除去二氧化碳中的酸；戊吸收空氣中水蒸氣，否則水蒸氣和鈉反應(yīng)；
（3）從試劑瓶中取出的金屬鈉，必須先用濾紙去掉鈉表面的煤油，且要除去鈉表面的氧化鈉；
（4）利用壓強差檢驗裝置氣密性；
（5）放進玻璃管中的金屬鈉在加熱之前，必須先打開活塞，通入CO₂，要除去雜質(zhì)中的空氣，防止鈉被空氣氧化；
（6）用酒精燈給玻璃管加熱，Na在充滿CO₂氣體的玻璃管里劇烈地燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，玻璃管璧上出現(xiàn)少量黑色物質(zhì)，該黑色物質(zhì)是C；冷卻后，玻璃管壁上附著一層白色固體，將白色固體轉(zhuǎn)移至燒杯中，加水，充分攪拌后，底部殘留黑色固體，為C；過濾后，在濾液中加CaCl₂溶液，產(chǎn)生白色渾濁，再加稀鹽酸，沉淀溶解并產(chǎn)生氣泡，說明產(chǎn)物中含有碳酸鈉，根據(jù)反應(yīng)物和生成物及反應(yīng)條件書寫方程式．

解答 解：要探究Na能否在CO₂中燃燒，首先要制取純凈的CO₂，根據(jù)實驗裝置先制取CO₂，再除掉制取中混有的HCl氣體、H₂O，在除HCl氣體時，不能用NaOH溶液，因為NaOH會和CO₂反應(yīng)；在除水時可以用濃硫酸作干燥劑；
在點燃d裝置中的酒精燈前，必須除去系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的空氣，防止Na與空氣中的氧氣反應(yīng)；通過對生成物進行了探究實驗可得出Na與CO₂反應(yīng)生成了碳酸鈉和C，可以寫出反應(yīng)的方程式；
（1）儀器A的名稱為長頸漏斗，其中所裝試劑可以是鹽酸、醋酸或硝酸，根據(jù)強酸制取弱酸知，它們都可以和碳酸鈣或碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，硫酸和碳酸鈣反應(yīng)生成微溶性硫酸鈣，所以長頸漏斗中盛放的酸可以是acd，
故答案為：長頸漏斗；acd；
（2）鹽酸、硝酸和醋酸都具有揮發(fā)性，所以生成的二氧化碳中含有甲中的酸，乙目的是除去二氧化碳中的酸，用飽和碳酸氫鈉溶液吸收二氧化碳中的酸，離子方程式為H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；戊吸收空氣中水蒸氣，否則水蒸氣和鈉反應(yīng)，則戊的作用是防止空氣中水蒸氣進入丁中，盛放的試劑是濃硫酸，
故答案為：H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；濃硫酸；防止空氣中水蒸氣進入丁中；
（3）從試劑瓶中取出的金屬鈉，必須先用濾紙去掉鈉表面的煤油，且要除去鈉表面的氧化鈉，去除煤油、氧化物對實驗的干擾，故答案為：用濾紙吸干表面的煤油，并用小刀切去表層；
（4）甲的氣密性檢驗方法為：關(guān)閉活塞，用手捂熱試管，如果長頸漏斗內(nèi)液面上升就說明氣密性良好，否則氣密性不好，故答案為：關(guān)閉活塞，用手捂熱試管，如果長頸漏斗內(nèi)液面上升就說明氣密性良好，否則氣密性不好；
（5）在點燃d裝置中的酒精燈前，必須除去系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的空氣，防止鈉與空氣中的氧氣反應(yīng)，故答案為：驅(qū)除盡系統(tǒng)內(nèi)的空氣，防止干擾實驗；
（6）白色物質(zhì)滴入稀鹽酸，溶液中有氣泡出現(xiàn)，應(yīng)為Na₂CO₃，將濾紙上的黑色物質(zhì)干燥，點燃，其燃燒產(chǎn)物無色無味且能使澄清石灰水變渾濁，則玻璃管中的黑色物質(zhì)是碳，涉及反應(yīng)為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C，
故答案為：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．

點評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)實驗方案設(shè)計，為高頻考點，明確實驗?zāi)康摹�實驗裝置及其作用、實驗操作方法是解本題關(guān)鍵，知道各個裝置作用，注意正確選取并靈活運用信息解答問題，題目難度不大．