Question

（2012?岳阳二模）某学生根据Mg与CO₂反应原理，认为钠与CO₂也可以反应，利用如下装置进行实验，来探究钠与CO₂的反应（已知PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd）．可供选择的药品有：CaCO₃（块状）、Na₂CO₃（粉末）、盐酸、稀硫酸、钠．

（1）请将如图各装置连接完整：

c

接

f

，

g

接

d

，

e

接

a

，

b

接

h

接

i

．
（2）装置②有孔塑料板上所放的药品是：

CaCO₃（块状）

．
（3）检查装置气密性并装好药品后，当观察到

装置⑤中澄清石灰水变浑浊

现象时才点燃酒精灯．这样操作的目的是

排尽装置中空气，以免空气中O₂、CO₂、H₂O干扰实验

．
（4）实验过程中CO₂足量，假如钠与CO₂反应有下列两种情况，请分别写出两种情况下钠与CO₂反应的化学方程式．
①若装置⑤PdCl₂溶液中观察到有黑色沉淀，装置①中固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体．

2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO

．
②若装置①中钠的质量为0.46g，反应装置⑤中无现象，充分反应后，将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生224mL（标准状况）CO₂气体，且溶液中还有固体残留．

4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C

．

Answer 1

分析：（1）根据实验目的：探究钠与CO₂的反应，设计实验方案，完成正确的仪器连接顺序；
（2）根据能够控制反应生成的二氧化碳分析；
（3）实验目的是检验钠与二氧化碳的反应，所以需要排净装置中的空气；
（4）①根据PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd分析反应生成产物；
②根据金属钠的物质的量，根据标况下二氧化碳的体积计算出二氧化碳的物质的量，根据二者物质的量判断生成产物．

解答：解：（1）根据实验目的，先需要准备二氧化碳，选用二氧化碳发生装置为②，为了便于控制反应，选用的药品是块状碳酸钙，所以只能选用稀盐酸，生成的二氧化碳中混有氯化氢氢气，需要经过装置④饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯化氢，然后干燥二氧化碳，选用装置③浓硫酸，干燥后的二氧化碳通入装置①与金属钠反应，反应后的气体利用装置⑤检验，所以正确的连接顺序为：c→f→g→d→e→a→b→h→i，
故答案为：c；f；g；d；e；a；b； h；i；
（2）由于使用碳酸钙固体，可以控制生成二氧化碳的反应，所以装置②有孔塑料板上所放的药品是块状的碳酸钙，
故答案为：CaCO₃（块状）；
（3）反应开始前，需要排尽装置中空气，以免空气中O₂、CO₂、H₂O干扰实验，等到装置⑤中澄清石灰水变浑浊，说明装置中空气已经排净，
故答案为：装置⑤中澄清石灰水变浑浊；排尽装置中空气，以免空气中O₂、CO₂、H₂O干扰实验；
（4）①装置⑤PdCl₂溶液中观察到有黑色沉淀，说明反应生成了一氧化碳；装置①中固体成分只有一种，且向固体中加入稀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，钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和一氧化碳，反应的化学方程式为：2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO，
故答案为：2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO；
 ②钠的质量为0.46g，钠的物质的量为0.02mol；反应装置⑤中无现象，说明没有生成一氧化碳和二氧化碳气体；充分反应后，将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生224mL（标准状况）CO₂气体，二氧化碳的物质的量为0.01mol，含有碳酸根离子0.01mol，钠与碳酸根离子物质的量为2：1，说明生成了碳酸钠固体；溶液中还有固体残留，说明有固体碳生成，根据以上分析，钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳，反应的化学方程式为：4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C，
故答案为：4Na+3CO₂═2Na₂CO₃+C．

点评：本题考查了探究钠与CO₂的反应，难度稍大，涉及了实验装置的连接、化学方程式书写等知识，注意（4）需要根据题中信息判断生成产物，充分考查了学生的分析、理解能力和灵活应用所学知识的能力．