Question

根據(jù)Mg能在CO₂中燃燒，某興趣小組推測(cè)Na應(yīng)該也能在CO₂中燃燒，且固體產(chǎn)物可能為C、Na₂O和Na₂CO₃中的兩種或三種。該小組用如下圖裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。已知PdCl₂能被CO還原得到黑色的Pd。

回答下列問題：
（1）為了使反應(yīng)隨開隨用，隨關(guān)隨停，上圖虛線方框內(nèi)應(yīng)選用    裝置(填下圖字母代號(hào))，如何檢驗(yàn)所選裝置的氣密性     。

（2）裝置2中所盛試劑為       。
A．NaOH溶液             B．飽和NaHCO₃溶液
C．飽和Na₂CO₃溶液        D．飽和NaCl溶液
（3）檢測(cè)裝置的氣密性完好并裝好藥品后，在點(diǎn)燃酒精燈前應(yīng)先進(jìn)行裝置1中的反應(yīng)操作，待觀察到     現(xiàn)象時(shí)，再點(diǎn)燃酒精燈，這步操作的目的是        。
（4）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和進(jìn)一步的探究得出反應(yīng)機(jī)理。
A．裝置6中有黑色沉淀生成；
B．取反應(yīng)后直玻管中的固體物質(zhì)23.0g溶于足量的水中，無氣泡產(chǎn)生且得到澄清的溶液；將溶液加水稀釋配成250 mL的溶液；
C．取25.00ml步驟B的溶液，滴加足量BaCl₂溶液，將生成的白色沉淀過濾、洗滌、干燥，稱量得固體質(zhì)量為1.97g。
①步驟C中不溶物干燥前必須經(jīng)過洗滌，如何檢驗(yàn)該沉淀是否洗滌干凈    。
②該探究得出鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為                   。

Answer 1

（1）C（2分），關(guān)閉彈簧夾，向長頸漏斗中加水，一定時(shí)間后靜置液面保持不動(dòng)，說明氣密性良好（2分）
（2）B（2分）
（3）裝置5中出現(xiàn)大量混濁（2分）；排盡裝置中的空氣（2分）
（4）①取最后一次洗滌液加入稀H₂SO₄，不出現(xiàn)渾濁說明沉淀洗滌干凈（2分）
②6Na+4CO₂2Na₂O+Na­₂CO₃+3CO（2分）

試題分析：C裝置是采用固液分開的設(shè)計(jì)，打開彈簧夾液體加入反應(yīng)開始，關(guān)閉彈簧夾反應(yīng)產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng)使固液分開反應(yīng)停止；檢驗(yàn)有多個(gè)出口的實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，一般只保留一個(gè)封住其它出口進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉彈簧夾，向長頸漏斗中加水，一定時(shí)間后靜置液面保持不動(dòng)，說明氣密性良好；（2）裝置C是用石灰石或大理石與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，會(huì)混有HCl雜質(zhì)，故2用飽和NaHCO₃溶液來除去HCl同時(shí)轉(zhuǎn)化為二氧化碳；（3）CO易燃，混有空氣可能會(huì)發(fā)生爆炸，反應(yīng)前需先同二氧化碳除去裝置中的空氣，當(dāng)觀察到5中石灰水變渾濁時(shí)認(rèn)為裝置中充滿二氧化碳，空氣排盡；（4）檢驗(yàn)洗滌是否干凈，一般是要取最后次的洗滌液，進(jìn)行檢驗(yàn)可能存在的雜質(zhì)離子，鑒于洗滌液中離子濃度較低，一般檢驗(yàn)比較容易出現(xiàn)現(xiàn)象的離子如硫酸根離子、氯離子等；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知產(chǎn)物物碳單質(zhì)，無鈉剩余，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量計(jì)算出
n(Na­₂CO₃)= n(BaCO₃)=1.97÷197×10=0.1mol
m(Na­₂CO₃)= 0.1×106=10.6g
所以固體中含有氧化鈉n(Na­₂O)=（23.0－10.6）÷62=0.2mol
根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，反應(yīng)中碳元素化合價(jià)下降為+2價(jià)CO，方程式為
6Na+4CO₂2Na₂O+Na­₂CO₃+3CO