Question

23、化學小組同學在課外讀物中看到：“通常CO₂可作滅火劑，但有些物質（如Na）著火，不能用CO₂熄滅．”他們決定探究CO₂與Na反應的產物．
[查閱資料]①Na是非常活潑的金屬，常溫下與O₂、H₂O等物質都能發生反應．
②Na₂O是白色固體，與H₂O反應生成NaOH．
③向氯化鈀（PdCl₂）溶液中通入CO，產生黑色沉淀．
[提出猜想]CO₂與Na反應可能生成4種物質：C、CO、Na₂O、Na₂CO₃
[實驗過程]同學們在老師的指導下設計了如下圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）
（B中盛有Na HCO₃溶液除去可能產生的氯化氫氣體）

實驗記錄如下：

序號	實驗操作	主要實驗現象	實驗結論和解釋
①	打開a，關閉b，由長頸漏斗注入稀鹽酸	A中產生大量氣泡 E中出現渾濁	E中反應的化學方程式為 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
②	當E中出現渾濁時，打開b，關閉a，點燃酒精燈	D中Na劇烈燃燒，產生白煙，內壁還附著黑色固體；G中產生黑色沉淀．	產物中一定有： C 和 CO

[交流反思]
（1）當E中出現渾濁時，再點燃酒精燈的目的是

將裝置內的空氣排盡，避免空氣中的水蒸氣和CO₂對實驗的影響

_．
（2）裝置C中的藥品是

濃硫酸；

．若無裝置C，對實驗有影響的物質是

水

．
（3）通過上述探究，你對燃燒的有關知識有什么新的認識（寫一條即可）

燃燒不一定都需要氧氣參與

．
[繼續探究]為了檢驗D中白煙的成分，同學們又進行了如下探究：

實驗操作	實驗現象	結論
①取D中白色固體于試管中，加水溶解，振蕩，再加入過量的氯化鈣溶液．	出現白色沉淀	D中白色固體是 Na2CO3 ，而不是 Na2O
②靜置片刻，取上層清液于試管中，滴加 無色酚酞溶液	無明顯現象

Answer 1

分析：題圖所示實驗操作過程：石灰石和鹽酸制得的二氧化碳氣體經過B、C裝置凈化、干燥后，依次通過D、F、G裝置，其中裝置E可自由控制二氧化碳的通入與否．
裝置的作用：裝置B凈化吸收混有的氯化氫氣體；裝置C干燥二氧化碳；裝置D中發生鈉在二氧化碳氣體中的燃燒，可通過點燃燈加熱來控制；裝置E裝有澄清石灰水檢驗二氧化碳，使用開關a控制；裝置F盛有氫氧化鈉溶液吸收混合氣體中的二氧化碳，使用開關b控制；裝置G盛有氯化鈀溶液，檢驗氣體CO的存在；最后用氣球進行尾氣收集處理．

解答：解：（1）①打開a關閉b，控制二氧化碳氣體進入裝置E，二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸鈣，石灰水變渾濁．
②點燃酒精燈使裝置D中的燃燒反應開始發生，打開b關閉a，使燃燒后氣體依次通過裝置F和G．鈉與二氧化碳反應的反應物中僅含鈉、碳、氧三種元素，由這三種元素組成的物質中呈黑色的只可能是單質碳，即裝置D中生成的黑色固體為單質碳．裝置G中氯化鈀溶液出現黑色沉淀，結合資料④可知混合氣體中含有CO．
③鈉與二氧化碳反應生成的白色固體物質可能為氧化鈉、碳酸鈉等，加水溶解并加入石灰水，出現白色沉淀，說明白色固體物質中含有碳酸根，即含有碳酸鈉．
（2）①E中出現渾濁，二氧化碳氣體通入了裝置E，說明了裝置內已充滿二氧化碳，即裝置內的空氣全部排出．
②裝置C干燥氣體二氧化碳，若無該裝置，二氧化碳氣體中混有少量的水，資料“①Na是非常活潑的金屬，常溫下與O₂、H₂O等物質反應”表明水可以與裝置D中的金屬鈉發生反應，對后面的探究實驗產生影響．
③前面的探究已說明了猜想中的C、CO和Na₂CO₃的存在，因此，接下來所設計的探究實驗就應該是說明白色固體中含有固體物質Na₂O．根據資料“③Na₂O是白色固體，與H₂O反應生成NaOH”可以考慮使用酚酞試液進行檢驗，但由于Na₂CO₃存在影響，所以先使用資料“②堿性的Na₂CO₃溶液與中性的CaCl₂溶液發生復分解反應”中的氯化鈣溶液處理溶液中的Na₂CO₃．
故答案為：
①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
②C和CO
【交流反思】
（1）將裝置內的空氣排盡，避免空氣中的水蒸氣和CO₂對實驗的影響
（2）濃硫酸；水
（3）燃燒不一定都需要氧氣參與
【繼續探究】

實驗操作	實驗現象	結論
		是Na2CO3， 不是Na2O
②無色酚酞溶液（其它合理答案也可）

點評：準確理解實驗裝置的作用，為明確實驗操作和實驗目的的基礎和前提．