Question

7．镁条可以在CO₂气体中燃烧发生置换反应．据此，有学生预测金属钠也能在CO₂气体中燃烧，为了确定钠在CO₂气体中燃烧的产物，该学生设计了如图1所示实验装置进行探究．已知反应，PdCl₂+CO+H₂O=Pd（黑色）+2HCl+CO₂．
请回答下列问题：
（1）写出镁条在CO₂气体中燃烧的反应方程式：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）如果将实验中用稀盐酸与石灰石反应制备CO₂用于该实验探究，那么图1实验所示装置中，装置2和装置3中分别盛放的试剂为：b（选填字母）
a、Na₂CO₃溶液和浓硫酸             b、NaHCO₃溶液和浓硫酸
c、浓硫酸和NaHCO₃溶液            d、浓硫酸和NaOH溶液
（3）为了使制备CO₂的反应能随开随用，随关随停，图1虚线方框内应选用装置：C（填图中字母代号）

（4）检查装置的气密性完好并装好药品后，打开虚线方框内装置的开关，待装置5中出现浑浊的现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是：把装置中的空气排尽，防止装置中的氧气和钠反应．
（5）如果装置6中有黑色沉淀生成，装置4内的残留固体中只有一种物质，将该残留固体加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则钠与CO₂气体反应的化学方程式为：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO；如装置6中无明显现象，装置4内的残留固体有两种物质，该残留固体混合物加入盐酸也产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则钠与CO₂气体反应的化学方程式为：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
（6）实验教师要求该学生不仅要检验残留固体中是否含有Na₂CO₃，还要检验其中是否含有Na₂O和C．当确认Na充分反应后，请设计一个简单实验，检验装置4内的残留固体中是否含有Na₂CO₃、Na₂O和C；取装置4内的残留固体适量于试管中，加入足量稀盐酸，产生气泡，试管中剩余残留固体，说明残留固体是碳酸钠和碳．

Answer 1

分析 （1）镁中二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳；
（2）饱和碳酸氢钠溶液能够吸收氯化氢气体，浓硫酸可以干燥二氧化碳气体；
（3）C装置能使反应随时进行或停止；
（4）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
（5）钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和一氧化碳，或生成碳酸钠和碳．

解答 解：（1）镁条在CO₂气体中燃烧的反应方程式为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
故填：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）图1实验所示装置中，装置2和装置3中分别盛放的试剂为NaHCO₃溶液和浓硫酸，分别用来除去氯化氢气体、干燥二氧化碳气体．
故填：b．
（3）为了使制备CO₂的反应能随开随用，随关随停，图1虚线方框内应选用装置C，原理是：关闭开关时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；                             
打开开关时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行．
故填：C．
（4）检查装置的气密性完好并装好药品后，打开虚线方框内装置的开关，待装置5中出现变浑浊的现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是：把装置中的空气排尽，防止装置中的氧气和钠反应．
故填：浑浊；把装置中的空气排尽，防止装置中的氧气和钠反应．
（5）如果装置6中有黑色沉淀生成，说明生成了一氧化碳，装置4内的残留固体中只有一种物质，将该残留固体加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明生成的固体是碳酸钠，则钠与CO₂气体反应的化学方程式为：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO；
如装置6中无明显现象，装置4内的残留固体有两种物质，该残留固体混合物加入盐酸也产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明固体是碳酸钠和碳的混合物，不可能是碳酸钠和氧化钠的混合物，因为那和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧化钠时无法配平，即反应不能生成碳酸钠和氧化钠，则钠与CO₂气体反应的化学方程式为：4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
故填：2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO；4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
（6）实验方法是：取装置4内的残留固体适量于试管中，加入足量稀盐酸，产生气泡，试管中剩余残留固体，说明残留固体是碳酸钠和碳．
故填：取装置4内的残留固体适量于试管中，加入足量稀盐酸，产生气泡，试管中剩余残留固体，说明残留固体是碳酸钠和碳．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．