Question

15．某研究性學習小組在課外讀物中看到：“通常CO₂可做滅火劑，但有些物質（如Na）著火，不能用O₂熄火．”他們決定探究CO₂與Na反應的產物．

[提出猜想]CO₂與Na反應可能產生4種物質：C、CO、Na₂CO₃和Na₂O．
[查閱資料]①Na是非常活潑的金屬，常溫下能與O₂、H₂O等物質反應；②NaHCO₃飽和溶液不與CO₂反應；③Na₂O是白色固體；④向銀氨溶液[Ag（NH₃）₂OH]中通入CO產生灰色沉淀．
[實驗過程]同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置（部分夾持儀器已略去）．
（1）實驗記錄

序號	實驗操作	主要實驗現(xiàn)象	實驗結論及解釋
①	打開a，關閉b，由長頸漏斗注入稀鹽酸	I．A中產生大量氣泡 II．E中出現(xiàn)渾濁	E中出現(xiàn)渾濁后，再點燃酒精燈的目的是：排出裝置中的空氣，防止空氣的干擾
②	當E中出現(xiàn)渾濁時，打開b，關閉a，點燃酒精燈	I．D中Na劇烈燃燒，產生白煙．內壁附著黑色、白色固體 II．G中產生灰色沉淀	D試管中的反應產物一定有C和CO
③	取反應后D中少量白色固體于另一支試管中，加水溶解，再加入CaCl2稀溶液	產生白色沉淀	D試管中的反應產物還有Na2CO3

（2）實驗反思
①裝置B可除去混雜在CO₂中的HCl，寫出該反應的化學方程式：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；
②若無裝置C，對實驗有影響的物質是水；
③寫出E中出現(xiàn)渾濁所發(fā)生反應的化學方程式：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
④[Ag（NH₃）₂OH]與CO反應，生成灰色沉淀Ag、碳酸銨和氨氣，寫出該反應的化學方程式：3Ag（NH₃）₂OH+CO=3Ag+（NH₄）₂CO₃和4NH₃↑．

Answer 1

分析 題圖所示實驗操作過程：石灰石和鹽酸制得的二氧化碳氣體經過B、C裝置凈化、干燥后，依次通過D、F、G裝置，其中裝置E可自由控制二氧化碳的通入與否．
裝置的作用：裝置B凈化吸收混有的氯化氫氣體；裝置C干燥二氧化碳；裝置D中發(fā)生鈉在二氧化碳氣體中的燃燒，可通過點燃燈加熱來控制；裝置E裝有澄清石灰水檢驗二氧化碳，使用開關a控制；裝置F盛有氫氧化鈉溶液吸收混合氣體中的二氧化碳，使用開關b控制；裝置G盛有銀氨溶液[Ag（NH₃）₂OH]，檢驗氣體CO的存在；最后用氣球進行尾氣收集處理．

解答 解：（1）①打開a關閉b，控制二氧化碳氣體進入裝置E，二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸鈣，石灰水變渾濁．E中出現(xiàn)渾濁，二氧化碳氣體通入了裝置E，說明了裝置內已充滿二氧化碳，即裝置內的空氣全部排出．
故答：排出裝置中的空氣，防止空氣的干擾；
②點燃酒精燈使裝置D中的燃燒反應開始發(fā)生，打開b關閉a，使燃燒后氣體依次通過裝置F和G．鈉與二氧化碳反應的反應物中僅含鈉、碳、氧三種元素，由這三種元素組成的物質中呈黑色的只可能是單質碳，即裝置D中生成的黑色固體為單質碳．裝置G中氯化鈀溶液出現(xiàn)黑色沉淀，結合資料④可知混合氣體中含有CO．
故選C和CO；
③鈉與二氧化碳反應生成的白色固體物質可能為氧化鈉、碳酸鈉等，加水溶解并加入石灰水，出現(xiàn)白色沉淀，說明白色固體物質中含有碳酸根，即含有碳酸鈉．
故答：Na₂CO₃；
（2）實驗反思
①裝置B中NaHCO₃飽和溶液可除去混雜在CO₂中的HCl，寫出該反應的化學方程式：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；故答案為：NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；
②C裝置中應裝濃硫酸，若無裝置C，對實驗有影響的物質是水；故答案為：水；
③氫氧化鈣和二氧化碳反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
④[Ag（NH₃）₂OH]與CO反應，生成灰色沉淀Ag、碳酸銨和氨氣，該反應的化學方程式：3Ag（NH₃）₂OH+CO=3Ag+（NH₄）₂CO₃和4NH₃↑．

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．