Question

某实验小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应，认为钠和二氧化碳也可以发生反应，在实验室中选择以下装置对该反应能否发生进行了实验探究。

依据要求回答问题：

(1)实验室制备二氧化碳的发生装置应选用上述装置中的_______(填装置下方对应字母)。

(2)为达到实验目的，选择上图中的装置，其连接顺序为：二氧化碳的发生装置→_________(按气流方向，用小写字母表示)。

(3)检查装置气密性良好，装好药品后，打开弹簧夹，待装置中的空气排净后才能点燃酒精喷灯。能说明装置中空气已经排净的现象是____________。

(4)该实验小组在制取CO₂的过程中，向装置B中加入某酸后，发现固体与酸没有接触,为使反应顺利进行，下列可再加入的试剂是_________。

A．稀硝酸        B．H₂SO₄溶液          C．苯          D．CCl₄

(5)若此反应过程中CO₂足量，点燃酒精喷灯，加热一段时间，实验小组同学观察到钠块表明变黑，继续加热，钠迅速燃烧试管壁上产生白烟。待完全燃烧后，撤去酒精喷灯，继续通入CO₂，直到试管冷却，观察到试管内固体呈黑色。

为了分析钠和二氧化碳反应的产物，实验小组继续进行如下实验：

I．收集白烟，向其中滴入稀盐酸，产生大量气泡，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。

II．将黑色固体洗净过滤，然后在其中加入浓硫酸，加热，产生大量有刺激性气味的气体，将气体通入品红溶液，品红溶液褪色。

由此小组实验现象分析可得：

①白烟的主要成分是__________。

②黑色固体与浓硫酸反应的化学方程式为___________。

③请写出Na与CO₂反应的化学方程式：___________。

Answer

B f→g→d→e→a(b)→b(a)→h→i E中石灰水变浑浊 AD Na2CO3 C+2H2SO4(浓)2H2O+CO2↑十2SO2↑ 4Na+3CO22Na2CO3+C

【解析】

（1）二氧化碳制备用大理石和稀盐酸反应生成，固体和液体混合反应生成气体，反应不需要加热，因此选择装置B；

（2）制备得到的二氧化碳中含杂质气体氯化氢和水蒸气，需要用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，用浓硫酸除去水蒸气，再通过装置A和钠反应，最后用澄清石灰水检验或除去尾气中的二氧化碳，特别注意气体经过溶液导气管需要长进短出，则其连接顺序为：二氧化碳的发生装置→f→g→d→e→a(b)→b(a)→h→i；

（3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此利用发生装置中生成的二氧化碳排净装置中空气，E中变浑浊证明空气排净，即能说明装置中空气已经排净的现象是E装置中澄清石灰水变浑浊；

（4）该同学在制取CO2的过程中，向装置B中加入某酸后，发现固体与酸没有接触，为使反应顺利进行，A．稀硝酸可以代替稀盐酸与碳酸钙发生反应生成二氧化碳气体，故A正确；B．稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水，附着在固体表面阻止反应进行，故B错误；C．苯密度小于水，不溶于水，不能使酸溶液和固体接触反应，故C错误；D．四氯化碳密度大于水，不溶于水，可以使溶液和固体接触反应，故D正确；故答案为：AD；

（5）①收集白烟，向其中滴入稀盐酸，产生大量气泡，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明白烟的主要成分是碳酸钠；

②将黑色固体洗净过滤，然后在其中加入浓硫酸，加热，产生大量有刺激性气味的气体，将气体通入品红溶液，品红溶液褪色，说明有二氧化硫生成，因此黑色固体是碳，与浓硫酸反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)2H2O+CO2↑十2SO2↑。

③根据以上分析可知在加热条件下过量的二氧化碳可以和钠发生反应生成Na2CO3和C的混合物，因此Na与CO2反应的化学方程式4Na+3CO22Na2CO3+C。