Question

3．某同學(xué)類比鎂在二氧化碳中的燃燒反應(yīng)，認(rèn)為鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應(yīng)，他在實(shí)驗(yàn)室中選擇如圖裝置對該反應(yīng)能否發(fā)生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．

依據(jù)要求回答問題：
（1）二氧化碳的發(fā)生裝置應(yīng)選用如圖述裝置中的B（填裝置下方對應(yīng)字母），反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，選擇圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋憾�氧化碳的發(fā)生裝置f→g→d→e→a（b）→b（a）→h→i（按氣流方向，用小寫字母表示）
（3）檢査裝置氣密性良好，裝好藥品后，打開彈簧夾4寺裝置中的空氣排凈后才能點(diǎn)燃酒精燈．能說明裝置中空氣已經(jīng)排凈的現(xiàn)象是E中石灰水變渾濁．
（4）該同學(xué)在制取CO₂的過程中，向裝置B中加入某酸后，發(fā)現(xiàn)固體與酸沒有接觸，為使反應(yīng)順利進(jìn)行，下列可再加入的試劑是AD．
A．稀硝酸  B．H₂SO₄溶液    C．苯    D．CC1₄
（5）若反應(yīng)過程中CO₂足量，反應(yīng)結(jié)束后，該同學(xué)對硬質(zhì)玻璃管中生成的固體提出了以下猜想：①生成的固體物質(zhì)為Na₂CO₃②生成的固體物質(zhì)為Na₂CO₃和C的混合物③生成的固體物質(zhì)為Na₂CO₃和Na₂O的混合物④生成的固體物質(zhì)為Na₂O和C的混合物．報(bào)告給老師后，老師認(rèn)為可以排除其中的3種情況，者師排除的理由是在該實(shí)驗(yàn)條件下，二氧化碳與單質(zhì)炭及氧化鈉可以發(fā)生反應(yīng)；則鈉與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO．
（6）該同學(xué)經(jīng)過反思，認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在缺陷．他查閱資料后得知，PdCl₂溶液 可以吸收CO，同時(shí)得到黑色的Pd．于是他在裝置后加裝一個(gè)盛PdCl₂溶液的吸收裝置，該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl．

Answer 1

分析 （1）據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸常溫反應(yīng)制取，不需加熱，屬于固液常溫型，據(jù)此選擇發(fā)生裝置；大理石和稀鹽酸常溫反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳、水；
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)探究鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應(yīng)，首先制取二氧化碳，然后除去二氧化碳中的氯化氫，通過濃硫酸干燥，探究鈉和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，用澄清石灰水檢驗(yàn)是否裝置中空氣已經(jīng)排凈；
（3）空氣中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，通過檢驗(yàn)二氧化碳是否存在判斷裝置中空氣是否已經(jīng)排凈；
（4）為使該反應(yīng)順利進(jìn)行，加入的物質(zhì)能增大溶液體積但不影響大理石和稀鹽酸反應(yīng)的進(jìn)行以及二氧化碳的制備；
（5）二氧化碳與單質(zhì)炭及氧化鈉可以發(fā)生反應(yīng)，可排除②③④；鈉與CO₂反應(yīng)生成碳酸鈉和一氧化碳；
（6）PdCl₂溶液吸收CO，同時(shí)得到黑色的Pd，Pd化合價(jià)降低，則碳的化合價(jià)升高，則生成二氧化碳，據(jù)此書寫方程式．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸常溫反應(yīng)制取，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故答案為：B；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)探究鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應(yīng)，首先制取二氧化碳，選擇裝置B，因制取二氧化碳選擇的是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)，鹽酸易揮發(fā)，所以制取的二氧化碳中含有氯化氫，通過飽和的碳酸氫鈉除去選擇D，即f→g，除去二氧化碳中的氯化氫，通過濃硫酸干燥選擇C，即g→d→e，
然后探究鈉和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，選擇A，即a（b）→b（a），用澄清石灰水檢驗(yàn)是否有二氧化碳存在，即裝置中空氣已經(jīng)排凈，選擇E，即h→i，所以連接順序?yàn)椋篺→g→d→e→a（b）→b（a）→h→i，
故答案為：f→g→d→e→a（b）→b（a）→h→i；
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因?yàn)槎�氧化碳能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O，空氣中含有二氧化碳，通過檢驗(yàn)二氧化碳是否存在判斷裝置中空氣是否已經(jīng)排凈，能說明裝置中空氣已經(jīng)排凈的現(xiàn)象是E中石灰水變渾濁，
故答案為：E中石灰水變渾濁；
（4）A．稀硝酸和碳酸鈣反應(yīng)生成硝酸鈣和水、二氧化碳，所以加入稀硝酸能增大溶液體積，且鹽酸、硝酸都能與碳酸鈣反應(yīng)，不影響二氧化碳的制備，故A選；
B．H₂SO₄溶液，硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣覆蓋在碳酸鈣表面，阻止酸進(jìn)一步與碳酸鈣反應(yīng)，影響二氧化碳的制備，故B不選；
C．苯的密度小于水，加入苯，雖能增大溶液體積，但上層的苯與碳酸鈣不反應(yīng)，不能制備二氧化碳，故C不選；
D．CC1₄的密度大于水，加入CC1₄，能增大溶液體積，且上層的鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)，能制備二氧化碳，故D選；
故答案為：AD；
（5）二氧化碳與單質(zhì)炭反應(yīng)C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，所以②錯(cuò)誤，氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，方程式為：Na₂O+CO₂=Na₂CO₃，所以③、④錯(cuò)誤，鈉與CO₂反應(yīng)生成碳酸鈉和一氧化碳，反應(yīng)方程式為：2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO，
故答案為：在該實(shí)驗(yàn)條件下，二氧化碳與單質(zhì)炭及氧化鈉可以發(fā)生反應(yīng)；2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO；
（6）PdCl₂溶液吸收CO，同時(shí)得到黑色的Pd，Pd化合價(jià)降低，則碳的化合價(jià)升高，則生成二氧化碳，根據(jù)得失電子守恒以及原子守恒，反應(yīng)方程式為：CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl，
故答案為：CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl．

點(diǎn)評 本題考查了鈉和二氧化碳的探究實(shí)驗(yàn)，掌握碳、鈉以及化合物的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)流程、原理是解答關(guān)鍵，注意題干信息的應(yīng)用，側(cè)重學(xué)生分析問題、解決問題能力的考查，題目難度中等．