Question

教學開放日，研究性小組在老師指導下探究CO₂的性質，以下是有關實驗裝置．

（1）實驗室制取CO₂，裝置A中應盛裝的藥品是

 

．
A．碳酸鈣和稀硫酸     B．碳酸鈣和稀鹽酸    C．鋅粒和稀鹽酸
（2）為收集純凈、干燥的CO₂，將制得的氣體通過B、C兩個洗氣瓶．B瓶用來除去CO₂中的氯化氫，C瓶所盛的液體是

 

，收集裝置應選用（填序號）

 

．
（3 ）活動中老師演示了一個實驗：將燃著的金屬鈉迅速伸入盛有干燥CO₂的集氣瓶里，鈉在瓶中繼續燃燒．反應后冷卻，瓶內得到黑色顆粒和白色物質．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質分別是什么呢？
【查閱資料】Na₂O是白色固體，溶于水生成NaOH；CaCl₂溶液呈中性．
【討論猜想】大家認為黑色顆粒是

 

．對白色物質的成分，同學們提出四種猜想：
猜想l：可能是Na₂O    猜想2：可能是Na₂CO₃
猜想3：可能是Na₂ O和Na₂CO₃的混合物    猜想4：可能是NaOH
小敏認為猜想

 

不可能成立，理由是

 

．
【實驗探究】取適量該白色物質溶于水制成溶液，分裝于A、B兩支試管中，進行如下實驗：
①向A試管中加入澄清石灰水，產生白色沉淀，說明白色物質中有

 

．
②向B試管中加入過量CaCl₂溶液，過濾；向濾液中滴加無色酚酞試液，無明顯現象，說明白色物質中沒有

 

．
【實驗結論】通過探究，猜想（填序號）

 

成立．【能力提升】寫出鈉在CO₂中燃燒的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）對實驗室制取二氧化碳藥品選擇：選擇藥品即經濟實惠又能持續、穩定的發生化學反應，產生氣體速度適中，便于收集；
（2）因濃硫酸具有吸水性，可做CO₂氣體的干燥劑，選擇CO₂氣體的收集裝置既考慮它的溶解性又考慮它的密度大小．
（3）探究金屬鈉和CO₂化學反應的生成物，根據實驗現[提出問題]：黑色顆粒和白色物質分別是什么物質，進行[查閱資料]Na₂O是白色固體，溶于水生成NaOH；CaCl₂溶液呈中性；根據質量守恒定律進行[討論猜想]，再利用科學合理的實驗進行[實驗探究]，最后得出正確的[實驗結論]．

解答：解：（1）實驗室制取二氧化碳選擇藥品時即注重經濟實惠又能持續、穩定的發生化學反應，產生氣體速度適中，便于收集；故答案為：B； 
    （2）為收集到干燥的CO₂氣體，在C瓶中所盛的液體是濃硫酸；因CO₂氣體能溶于水，密度比空氣的大故收集裝置應選用E．
    （3）根據實驗現象和質量守恒定律，經過討論猜想，生成的黑色固體是碳物質，（同時還生成一種白色物質．）并且小敏認為猜想4（可能是NaOH）不可能成立，原因是：反應物是金屬鈉和CO₂，沒有氫元素，生成物中也不應有氫元素．
由實驗探究知：取適量該白色物質溶于水制成溶液，分裝于A、B兩支試管中，進行實驗：
①向A試管中加入澄清石灰水，產生白色沉淀，說明白色物質中有Na₂CO₃，因為從反應的化學方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH中能夠解釋．
②向B試管中加入過量CaCl₂溶液，其目的是除去溶液中的碳酸鈉且過量CaCl₂溶液顯中性，過濾向濾液中滴加無色酚酞試液，無明顯現象，說明白色物質中沒有Na₂O（由資料知識：Na₂O是白色固體，溶于水生成NaOH，溶液顯堿性）；最后得出正確的實驗結論是：猜想2成立；
鈉在CO₂中燃燒的化學方程式為：4Na+3CO₂

點燃  .

2Na₂CO₃+C．
故答案為：
    （1）B
    （2）濃硫酸、E
    （3）碳、猜想4、在反應物中沒有氫元素，生成物中也不應有氫元素
[實驗探究]①Na₂CO₃、②Na₂O．
[實驗結論]猜想2成立
[能力提升]4Na+3CO₂

點燃  .

2Na₂CO₃+C

點評：此題考查了實驗室制取二氧化碳氣體的藥品選用探究及其凈化、干燥的藥品選用和收集方法的選擇，在探究金屬鈉和CO₂化學反應的生成物時，采用了提出問題、查閱資料、討論猜想、實驗探究、實驗結論一系列探究環節，知識點絲絲相扣，步步相連，此題可謂涉及知識面廣，探究問題多，綜合性強，實是鍛煉學生的一道好題．