Question

23、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CO₂与Na反应的产物．
[查阅资料]①Na是非常活泼的金属，常温下与O₂、H₂O等物质都能发生反应．
②Na₂O是白色固体，与H₂O反应生成NaOH．
③向氯化钯（PdCl₂）溶液中通入CO，产生黑色沉淀．
[提出猜想]CO₂与Na反应可能生成4种物质：C、CO、Na₂O、Na₂CO₃
[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）
（B中盛有Na HCO₃溶液除去可能产生的氯化氢气体）

实验记录如下：

序号	实验操作	主要实验现象	实验结论和解释
①	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 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
②	当E中出现浑浊时，打开b，关闭a，点燃酒精灯	D中Na剧烈燃烧，产生白烟，内壁还附着黑色固体；G中产生黑色沉淀．	产物中一定有： C 和 CO

[交流反思]
（1）当E中出现浑浊时，再点燃酒精灯的目的是

将装置内的空气排尽，避免空气中的水蒸气和CO₂对实验的影响

_．
（2）装置C中的药品是

浓硫酸；

．若无装置C，对实验有影响的物质是

水

．
（3）通过上述探究，你对燃烧的有关知识有什么新的认识（写一条即可）

燃烧不一定都需要氧气参与

．
[继续探究]为了检验D中白烟的成分，同学们又进行了如下探究：

实验操作	实验现象	结论
①取D中白色固体于试管中，加水溶解，振荡，再加入过量的氯化钙溶液．	出现白色沉淀	D中白色固体是 Na2CO3 ，而不是 Na2O
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加 无色酚酞溶液	无明显现象

Answer 1

分析：题图所示实验操作过程：石灰石和盐酸制得的二氧化碳气体经过B、C装置净化、干燥后，依次通过D、F、G装置，其中装置E可自由控制二氧化碳的通入与否．
装置的作用：装置B净化吸收混有的氯化氢气体；装置C干燥二氧化碳；装置D中发生钠在二氧化碳气体中的燃烧，可通过点燃灯加热来控制；装置E装有澄清石灰水检验二氧化碳，使用开关a控制；装置F盛有氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳，使用开关b控制；装置G盛有氯化钯溶液，检验气体CO的存在；最后用气球进行尾气收集处理．

解答：解：（1）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．
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F和G．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）①E中出现浑浊，二氧化碳气体通入了装置E，说明了装置内已充满二氧化碳，即装置内的空气全部排出．
②装置C干燥气体二氧化碳，若无该装置，二氧化碳气体中混有少量的水，资料“①Na是非常活泼的金属，常温下与O₂、H₂O等物质反应”表明水可以与装置D中的金属钠发生反应，对后面的探究实验产生影响．
③前面的探究已说明了猜想中的C、CO和Na₂CO₃的存在，因此，接下来所设计的探究实验就应该是说明白色固体中含有固体物质Na₂O．根据资料“③Na₂O是白色固体，与H₂O反应生成NaOH”可以考虑使用酚酞试液进行检验，但由于Na₂CO₃存在影响，所以先使用资料“②碱性的Na₂CO₃溶液与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应”中的氯化钙溶液处理溶液中的Na₂CO₃．
故答案为：
①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
②C和CO
【交流反思】
（1）将装置内的空气排尽，避免空气中的水蒸气和CO₂对实验的影响
（2）浓硫酸；水
（3）燃烧不一定都需要氧气参与
【继续探究】

实验操作	实验现象	结论
		是Na2CO3， 不是Na2O
②无色酚酞溶液（其它合理答案也可）

点评：准确理解实验装置的作用，为明确实验操作和实验目的的基础和前提．