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【题目】化学小组同学在课外读物中看到:“通常CO2可作灭火剂,但有些物质(如Na)着火,不能用CO2熄灭。他们决定探究CO2Na反应的产物。

(提出猜想)小明认为CO2Na反应可能生成4种物质:CCONa2ONa2CO3

小红认为CO2Na反应还可能生成NaOH

经过小组讨论,同学们一致认为不可能生成NaOH,理由是_____

(查阅资料)①Na是非常活泼的金属,常温下与O2H2O等物质反应。

②Na2CO3溶液与石灰水反应生成白色沉淀。

③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH

向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀。

⑤浓硫酸能吸收气体中的水分,干燥气体。

NaHCO3溶液能与HCl气体反应生成二氧化碳,故可用于除去HCl气体。

(实验过程)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)

1)实验记录:

序号

实验操作

主要实验现象

实验结论和解释

打开a,关闭b,由长颈漏斗注入稀盐酸

A中产生大量气泡,E中出现浑浊

E中反应的化学方程式为_____

E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯

D中钠剧烈燃烧,产生白烟,内壁附着黑色、白色固体,G中产生黑色沉淀

反应产物中一定含有__________

D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入石灰水

产生白色沉淀

反应产物还有_____

2)实验反思:

①组装好装置后应该进行的操作是_____

②实验记录②中,E中出现浑浊,再点燃酒精灯的目的是_____

③若无装置C,对实验有影响的物质是_____

④该装置存在明显的缺陷:_____

⑤数据若在实验过程中至少需要8.8g二氧化碳参加反应,则最少需要含杂质20%的石灰石的质量是多少?_____(写出计算过程)

【答案】化学反应前后元素的种类不变,反应前二氧化碳和钠中不含氢元素,所以不可能生成NaOH CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O C CO Na2CO3 检查装置的气密性 确保装置中的空气已经排净 H2O 没有尾气吸收装置,CO污染空气 25g

【解析】

[提出猜想]

由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,反应前二氧化碳和钠中不含氢元素,所以不可能生成NaOH

[实验过程]

1)实验记录:

①打开a关闭b,控制二氧化碳气体进入装置E,二氧化碳通入澄清石灰水,生成不溶于水的碳酸钙,石灰水变浑浊,化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生,打开b关闭a,使燃烧后气体依次通过装置FG.钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素,由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳,即装置D中生成的黑色固体为单质碳。装置G中氯化钯溶液出现黑色沉淀,结合资料④可知混合气体中含有CO

③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等,加水溶解并加入石灰水,出现白色沉淀,说明白色固体物质中含有碳酸根,即含有碳酸钠;

2)实验反思:

①组装好装置后应该进行的操作是检查装置的气密性;

E装置中澄清的石灰水变浑浊,说明装置内的空气已经排净,可以点燃酒精灯进行加热,否则可能因混有空气而发生爆炸;

③浓硫酸有吸水性,所以装置C应加入浓硫酸,目的是:除去水蒸气,因为水也会与金属钠反应,否则会对实验的检测产生影响;

④该装置存在明显的缺陷:没有尾气吸收装置,尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,直接排放会造成空气污染;

⑤设最少需要含杂质20%的石灰石的质量为x,则:

x=25g

最少需要含杂质20%的石灰石的质量是25g

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