Question

（8分）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。
【提出猜想】CO₂與Na反應可能生成4種物質：C、CO、Na₂O和Na₂CO₃。
【查閱資料】
① Na是非常活潑的金屬，常溫下與O₂、H₂O等物質反應。
②向氯化鈀（PdCl₂）溶液中通入CO，產生黑色沉淀。
③Na₂CO₃是白色固體，易溶于水，能與CaCl₂溶液發生反應，化學方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂=    CaCO₃↓+2NaCl
④Na₂O是白色固體，與H₂O反應生成NaOH。
⑤CaCl₂、NaCl、Na₂CO₃、NaOH四種溶液分別與無色酚酞溶液作用比較：

分別向右側溶液中 加入無色酚酞溶液	CaCl2	NaCl	Na2CO3	NaOH
主要實驗現象	無色	無色	由無色變為紅色	由無色變為紅色

【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)。

（1）實驗記錄

序號	實驗操作	主要實驗現象	實驗結論及解釋
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
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 內壁附著黑色、白色固體 G中產生黑色沉淀	反應產物一定 有    和
③	取D中白色固體于試管中，加水溶解，再加入CaCl2溶液	產生白色沉淀	反應產物還有

（2）實驗反思
① 實驗記錄②中，E中出現渾濁再點燃酒精燈的目的是       。
② 裝置B、C的作用是       。
③ 檢驗第4種物質是否存在的實驗方案：取D中白色固體于試管中，       。

Answer 1

（1）① CO₂ + Ca(OH)₂ ="===" CaCO₃↓ + H₂O 
② C   CO   
③ Na₂CO₃
（2）① 排出裝置中的空氣，防止空氣的干擾
② 得到純凈的二氧化碳
③ 加水溶解，加入過量的CaCl₂溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液。若溶液變紅，則產物中有Na₂O；若溶液不變色，則產物中沒有Na₂O(2分)。其他答案合理得分。

試題分析：（1）①打開a，關閉b，由長頸漏斗注入稀鹽酸時，稀鹽酸與石灰石反應，生成氣體二氧化碳，故可見A中產生大量氣泡；生成的二氧化碳氣體進入裝置E，即二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸鈣沉淀，故石灰水變渾濁，E中反應的化學方程式為CO₂ + Ca(OH)₂ =CaCO₃↓+H₂O。
②當E中出現渾濁時，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，可使燃燒后的氣體依次通過裝置F和G；由于D中的鈉與二氧化碳這兩種反應物中僅含鈉、碳、氧三種元素，結合質量守恒定律（化學變化過程中元素種類不變），故生成物也應是由這三種元素組成的物質，其中呈黑色的固體，只可能是單質碳；裝置G中氯化鈀溶液出現黑色沉淀，結合“資料②”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，由于加水溶解后并加入CaCl₂溶液，出現了白色沉淀，結合“資料③”可知，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，說明二氧化碳氣體已通入了裝置E，也就說明了裝置內已充滿了二氧化碳氣體，即裝置內的空氣已全部排出，可防止空氣的干擾。
②結合“資料①Na是非常活潑的金屬，常溫下與O₂、H₂O等物質反應”分析，為了防止其他物質對實驗的影響，故用B、C兩裝置除去這些能與Na反應的物質，以保證得到純凈的二氧化碳進入D。
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是要說明白色固體中是否含有固體物質Na₂O。根據“資料④Na₂O是白色固體，與H₂O反應生成NaOH”，故可以考慮使用酚酞試液進行檢驗，但由于Na₂CO₃溶液也呈堿性，會影響實驗的驗證，所以可先將Na₂CO₃除去，結合“資料③”可知，先加入過量的CaCl₂溶液使沉淀完全，靜置后取上層清液，并向其中滴加酚酞溶液。若溶液變紅，則產物中有Na₂O；若溶液不變色，則產物中沒有Na₂O。
點評：準確理解實驗裝置的作用，是解題的前提；要能在質量守恒定律的基礎上，對鈉在二氧化碳中燃燒反應的生成物進行推測，并結合物質的性質設計實驗驗證物質的存在；對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環節和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規律的技巧遷移至此，進行細心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規律等。