Question

【題目】為探究Na與CO2反應的產物，某化學興趣小組按如圖所示裝置進行實驗。

己知：CO+2Ag(NH3)2OH=2Ag↓+ (NH4)2CO3+2NH3

回答下列問題：

（1）B中的溶液為______________。

（2）先稱量硬質玻璃管的質量為ml g，將樣品裝入硬質玻璃管中，稱得樣品和硬質玻璃管的總質量是m2 g。再進行下列實驗操作，其正確順序是____________（填標號）；重復上述操作步驟，直至硬質玻璃管恒重，稱得質量為m3 g。

a．點燃酒精燈，加熱 b．熄滅酒精燈 c．稱量硬質玻璃管

d．打開K1和K2，通入CO2至E中出現渾濁 e．關閉K1和K2 f．冷卻到室溫

（3）加熱硬質玻璃管一段時間，觀察到以下現象：

①鈉塊表面變暗，熔融成金屬小球；

②繼續加熱，鈉迅速燃燒，產生黃色火焰。反應完全后，管中有大量黑色物質；

③F中試管內壁有銀白物質產生。

產生上述②現象的原因是____________________________________________________；

（4）探究固體產物中鈉元素的存在形式

假設一：只有Na2CO3； 假設二：只有Na2O； 假設三：Na2O和Na2CO3均有；

完成下列實驗設計，驗證上述假設：

步驟	操作和現象	結論
1	將硬質玻璃管中的固體產物溶于水后過濾；	假設一成立
2	往步驟1所得濾液中_________________________________； 現象：____________________________________。

（5）根據上述實驗現象及下表實驗數據，寫出Na與CO2反應的總化學方程式_____________。

m1	m2	m3
66.7g	69.0g	72.1g

Answer 1

【答案】飽和碳酸氫鈉溶液 d、a、b、f 、e、c 鈉的焰色反應為黃色，鈉與二氧化碳反應有碳單質生成 加入足量BaCl2溶液（或足量CaCl2溶液）后滴入酚酞試液（或測pH） 有白色沉淀產生，酚酞不變紅（pH=7） 12Na+11CO2=6Na2CO3+C+4CO

【解析】

根據實驗目的及反應裝置，A為制備二氧化碳，使用的鹽酸易揮發，則裝置B為除HCl氣體，但不能吸收二氧化碳，為飽和的碳酸氫鈉溶液，裝置C為濃硫酸，除去二氧化碳中的水蒸氣；D為Na與二氧化碳的反應裝置，裝置E為除去未反應的二氧化碳，F為驗證是否有CO生成。

(1)裝置B為吸收HCl氣體，且不能吸收二氧化碳，則溶液為飽和的碳酸氫鈉溶液；

(2) Na能和空氣中的氧氣反應，則需先通入一定量的二氧化碳排凈裝置中的空氣，再點燃酒精燈，使Na與二氧化碳反應；熄滅酒精燈，待裝置恢復至室溫時，關閉K1和K2 ，稱量硬質玻璃管的質量，則答案為d、a、b、f 、e、c；

(3)根據實驗現象，鈉能在二氧化碳中燃燒，產生黃色火焰，且生成黑色的單質碳；

(4)若只有碳酸鈉，向步驟1中加入氯化鋇時，能產生溶于酸的白色沉淀和NaCl溶液，則在室溫時溶液的pH為7；

(5)m(Na)=69.0-66.7=2.3g，固體增重為72.1-69.0=3.1g，根據Na原子守恒，碳酸鈉的質量為5.3g，則C的質量為0.1g，n(Na2CO3):n(C)=:=6:1，則方程式為12Na+11CO2=6Na2CO3+C+4CO。