Question

根据Mg能在CO₂中燃烧，某兴趣小组推测Na应该也能在CO₂中燃烧，且固体产物可能为C、Na₂O和Na₂CO₃中的两种或三种。该小组用如下图装置进行了实验探究。已知PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd。

回答下列问题：
（1）为了使反应随开随用，随关随停，上图虚线方框内应选用    装置(填下图字母代号)，如何检验所选装置的气密性     。

（2）装置2中所盛试剂为       。
A．NaOH溶液             B．饱和NaHCO₃溶液
C．饱和Na₂CO₃溶液        D．饱和NaCl溶液
（3）检测装置的气密性完好并装好药品后，在点燃酒精灯前应先进行装置1中的反应操作，待观察到     现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是        。
（4）由实验现象和进一步的探究得出反应机理。
A．装置6中有黑色沉淀生成；
B．取反应后直玻管中的固体物质23.0g溶于足量的水中，无气泡产生且得到澄清的溶液；将溶液加水稀释配成250 mL的溶液；
C．取25.00ml步骤B的溶液，滴加足量BaCl₂溶液，将生成的白色沉淀过滤、洗涤、干燥，称量得固体质量为1.97g。
①步骤C中不溶物干燥前必须经过洗涤，如何检验该沉淀是否洗涤干净    。
②该探究得出钠与二氧化碳反应的化学方程式为                   。

Answer 1

（1）C（2分），关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，一定时间后静置液面保持不动，说明气密性良好（2分）
（2）B（2分）
（3）装置5中出现大量混浊（2分）；排尽装置中的空气（2分）
（4）①取最后一次洗涤液加入稀H₂SO₄，不出现浑浊说明沉淀洗涤干净（2分）
②6Na+4CO₂2Na₂O+Na­₂CO₃+3CO（2分）

试题分析：C装置是采用固液分开的设计，打开弹簧夹液体加入反应开始，关闭弹簧夹反应产生气体的压强使固液分开反应停止；检验有多个出口的实验装置的气密性，一般只保留一个封住其它出口进行实验，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，一定时间后静置液面保持不动，说明气密性良好；（2）装置C是用石灰石或大理石与盐酸反应产生二氧化碳，会混有HCl杂质，故2用饱和NaHCO₃溶液来除去HCl同时转化为二氧化碳；（3）CO易燃，混有空气可能会发生爆炸，反应前需先同二氧化碳除去装置中的空气，当观察到5中石灰水变浑浊时认为装置中充满二氧化碳，空气排尽；（4）检验洗涤是否干净，一般是要取最后次的洗涤液，进行检验可能存在的杂质离子，鉴于洗涤液中离子浓度较低，一般检验比较容易出现现象的离子如硫酸根离子、氯离子等；
根据实验现象知产物物碳单质，无钠剩余，根据碳酸钡的质量计算出
n(Na­₂CO₃)= n(BaCO₃)=1.97÷197×10=0.1mol
m(Na­₂CO₃)= 0.1×106=10.6g
所以固体中含有氧化钠n(Na­₂O)=（23.0－10.6）÷62=0.2mol
根据氧化还原反应原理，反应中碳元素化合价下降为+2价CO，方程式为
6Na+4CO₂2Na₂O+Na­₂CO₃+3CO