Question

教学开放日，研究性小组在老师指导下探究CO₂的性质，以下是有关实验装置．

（1）实验室制取CO₂，装置A中应盛装的药品是

 

．
A．碳酸钙和稀硫酸     B．碳酸钙和稀盐酸    C．锌粒和稀盐酸
（2）为收集纯净、干燥的CO₂，将制得的气体通过B、C两个洗气瓶．B瓶用来除去CO₂中的氯化氢，C瓶所盛的液体是

 

，收集装置应选用（填序号）

 

．
（3 ）活动中老师演示了一个实验：将燃着的金属钠迅速伸入盛有干燥CO₂的集气瓶里，钠在瓶中继续燃烧．反应后冷却，瓶内得到黑色颗粒和白色物质．
【提出问题】黑色颗粒和白色物质分别是什么呢？
【查阅资料】Na₂O是白色固体，溶于水生成NaOH；CaCl₂溶液呈中性．
【讨论猜想】大家认为黑色颗粒是

 

．对白色物质的成分，同学们提出四种猜想：
猜想l：可能是Na₂O    猜想2：可能是Na₂CO₃
猜想3：可能是Na₂ O和Na₂CO₃的混合物    猜想4：可能是NaOH
小敏认为猜想

 

不可能成立，理由是

 

．
【实验探究】取适量该白色物质溶于水制成溶液，分装于A、B两支试管中，进行如下实验：
①向A试管中加入澄清石灰水，产生白色沉淀，说明白色物质中有

 

．
②向B试管中加入过量CaCl₂溶液，过滤；向滤液中滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明白色物质中没有

 

．
【实验结论】通过探究，猜想（填序号）

 

成立．【能力提升】写出钠在CO₂中燃烧的化学方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）对实验室制取二氧化碳药品选择：选择药品即经济实惠又能持续、稳定的发生化学反应，产生气体速度适中，便于收集；
（2）因浓硫酸具有吸水性，可做CO₂气体的干燥剂，选择CO₂气体的收集装置既考虑它的溶解性又考虑它的密度大小．
（3）探究金属钠和CO₂化学反应的生成物，根据实验现[提出问题]：黑色颗粒和白色物质分别是什么物质，进行[查阅资料]Na₂O是白色固体，溶于水生成NaOH；CaCl₂溶液呈中性；根据质量守恒定律进行[讨论猜想]，再利用科学合理的实验进行[实验探究]，最后得出正确的[实验结论]．

解答：解：（1）实验室制取二氧化碳选择药品时即注重经济实惠又能持续、稳定的发生化学反应，产生气体速度适中，便于收集；故答案为：B； 
    （2）为收集到干燥的CO₂气体，在C瓶中所盛的液体是浓硫酸；因CO₂气体能溶于水，密度比空气的大故收集装置应选用E．
    （3）根据实验现象和质量守恒定律，经过讨论猜想，生成的黑色固体是碳物质，（同时还生成一种白色物质．）并且小敏认为猜想4（可能是NaOH）不可能成立，原因是：反应物是金属钠和CO₂，没有氢元素，生成物中也不应有氢元素．
由实验探究知：取适量该白色物质溶于水制成溶液，分装于A、B两支试管中，进行实验：
①向A试管中加入澄清石灰水，产生白色沉淀，说明白色物质中有Na₂CO₃，因为从反应的化学方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH中能够解释．
②向B试管中加入过量CaCl₂溶液，其目的是除去溶液中的碳酸钠且过量CaCl₂溶液显中性，过滤向滤液中滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明白色物质中没有Na₂O（由资料知识：Na₂O是白色固体，溶于水生成NaOH，溶液显碱性）；最后得出正确的实验结论是：猜想2成立；
钠在CO₂中燃烧的化学方程式为：4Na+3CO₂

点燃  .

2Na₂CO₃+C．
故答案为：
    （1）B
    （2）浓硫酸、E
    （3）碳、猜想4、在反应物中没有氢元素，生成物中也不应有氢元素
[实验探究]①Na₂CO₃、②Na₂O．
[实验结论]猜想2成立
[能力提升]4Na+3CO₂

点燃  .

2Na₂CO₃+C

点评：此题考查了实验室制取二氧化碳气体的药品选用探究及其净化、干燥的药品选用和收集方法的选择，在探究金属钠和CO₂化学反应的生成物时，采用了提出问题、查阅资料、讨论猜想、实验探究、实验结论一系列探究环节，知识点丝丝相扣，步步相连，此题可谓涉及知识面广，探究问题多，综合性强，实是锻炼学生的一道好题．