Question

【題目】某學生為探究鈉與二氧化碳的反應，利用如圖裝置進行實驗。

已知PdCl2能被一氧化碳還原得到黑色的Pd。請回答下列問題：

（1）請將上圖各裝置連接完整：c接f，______接______，______接______，______接______。

（2）若用稀鹽酸與碳酸鈣反應制備二氧化碳，在加稀鹽酸時，發現碳酸鈣與稀鹽酸不能接觸，而稀鹽酸又不夠了，為使反應能順利進行，可向長頸漏斗中加入的試劑是______（填字母）。

A．硝酸鈉溶液 B．四氯化碳 C．苯 D．稀硝酸

（3）檢查裝置氣密性并裝好藥品后，點燃酒精燈之前應進行的操作是打開彈簧夾，讓二氧化碳充滿整個裝置，當觀察到________________時，再點燃酒精燈。此步操作的目的是________________________________。

（4）反應過程中二氧化碳足量，假如反應過程中有下列兩種情況，分別寫出兩種情況下鈉與二氧化碳反應的化學方程式。

Ⅰ.裝置⑤PdCl2溶液中觀察到有黑色沉淀，裝置①中固體成分只有一種，且向固體中加入稀鹽酸產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體： ___________________________。

Ⅱ.裝置①中鈉的質量為0.46 g，充分反應后，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產生224 mL(標準狀況)二氧化碳氣體，且溶液中還有固體殘留：_________________。

Answer 1

【答案】g d e a(b) b(a) h ABD 裝置⑤中澄清石灰水變渾濁 排盡裝置中的空氣，以免空氣中氧氣、水蒸氣干擾實驗 2Na＋2CO2Na2CO3＋CO 4Na＋3CO22Na2CO3＋C

【解析】

（1）根據實驗目的，②為制取二氧化碳裝置，實驗室中常用碳酸鈣與鹽酸反應，二氧化碳中混有氯化氫，需要用裝置④除去，然后用裝置③干燥，然后在①中進行鈉與二氧化碳的反應，然后用⑤檢驗反應產物，據此進行連接裝置；

（2）所選試劑的作用是增大溶液體積，結合物質的性質分析解答；

（3）空氣中的氧氣、水能與鈉反應，需要排盡空氣，避免干擾實驗，據此判斷；

（4）Ⅰ．根據題干信息及反應現象判斷反應物、生成物，然后寫出反應的化學方程式；

Ⅱ．根據n=m÷M計算出鈉的物質的量，再根據n=V/22.4L·mol－1計算出標況下224mL二氧化碳的物質的量，從而得出反應后生成碳酸鈉的物質的量；溶液中還有固體殘留，該固體只能為C，說明鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和C，據此寫出反應的化學方程式。

（1）探究鈉與CO2的反應，首先用鹽酸和碳酸鈣在②中反應制取二氧化碳氣體，制取的二氧化碳中混有揮發出來的HCl，需要用裝置④中的飽和碳酸氫鈉溶液除去HCl，然后用③濃硫酸干燥，再在①中進行鈉與二氧化碳的反應，最后用裝置⑤檢驗反應產物，所以裝置的連接順序為：c、f、g、d、e、a（b）、b（a）、h；

（2）A．加入硝酸鈉溶液后，增大了鹽酸的體積，可以使鹽酸與碳酸鈣接觸，故A正確；

B．四氯化碳的密度大于稀鹽酸，加入四氯化碳后，四氯化碳層在混合液下層，從而使鹽酸與碳酸鈣接觸，故B正確；

C．苯的密度小于鹽酸，加入苯后，苯在混合液上層，無法使稀鹽酸與碳酸鈣接觸，故C錯誤；

D．加入稀硝酸后，可以增大溶液體積，使溶液與碳酸鈣接觸，故D正確；

故答案為ABD；

（3）鈉化學性質比較活潑，能夠與空氣中的氧氣、水反應，所以點燃酒精燈之前應需要打開彈簧夾，讓CO2充滿整個裝置，以便排盡裝置中的空氣，避免空氣中O2、H2O干擾實驗；由于二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，當裝置⑤中澄清石灰水變渾濁時，證明裝置中空氣已經排盡；

（4）Ⅰ．裝置⑤PdCl2溶液中觀察到有黑色沉淀，PdCl2能被CO還原得到黑色的Pd，則黑色沉淀為Pd，鈉與二氧化碳反應生成了CO；裝置①中固體成分只有一種，且向固體中加入稀鹽酸產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該氣體為二氧化碳，則鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和CO，即反應的化學方程式為2Na+2CO2Na2CO3+CO；

Ⅱ．裝置①中鈉的質量為0.46g，鈉的物質的量為：n（Na）=0.46g÷23g/mol=0.02mol，將裝置①中的固體加入到足量稀鹽酸中產生224mL（標準狀況）CO2氣體，二氧化碳的物質的量為：n（CO2）=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，則反應后生成碳酸鈉的物質的量為0.01mol，說明鈉完全轉化成了碳酸鈉；溶液中還有固體殘留，根據化合價變化可知，殘留的固體只能為C，則鈉與二氧化碳反應生成了碳酸鈉和C，反應的化學方程式為4Na+3CO22Na2CO3+C。