Question

3．某同學類比鎂在二氧化碳中的燃燒反應，認為鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應，他在實驗室中選擇如圖裝置對該反應能否發(fā)生進行了實驗探究．

依據(jù)要求回答問題：
（1）二氧化碳的發(fā)生裝置應選用如圖述裝置中的B（填裝置下方對應字母），反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（2）為達到實驗目的，選擇圖中的裝置，其連接順序為：二氧化碳的發(fā)生裝置f→g→d→e→a（b）→b（a）→h→i（按氣流方向，用小寫字母表示）
（3）檢査裝置氣密性良好，裝好藥品后，打開彈簧夾4寺裝置中的空氣排凈后才能點燃酒精燈．能說明裝置中空氣已經(jīng)排凈的現(xiàn)象是E中石灰水變渾濁．
（4）該同學在制取CO₂的過程中，向裝置B中加入某酸后，發(fā)現(xiàn)固體與酸沒有接觸，為使反應順利進行，下列可再加入的試劑是AD．
A．稀硝酸  B．H₂SO₄溶液    C．苯    D．CC1₄
（5）若反應過程中CO₂足量，反應結束后，該同學對硬質玻璃管中生成的固體提出了以下猜想：①生成的固體物質為Na₂CO₃②生成的固體物質為Na₂CO₃和C的混合物③生成的固體物質為Na₂CO₃和Na₂O的混合物④生成的固體物質為Na₂O和C的混合物．報告給老師后，老師認為可以排除其中的3種情況，者師排除的理由是在該實驗條件下，二氧化碳與單質炭及氧化鈉可以發(fā)生反應；則鈉與CO₂反應的化學方程式為2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO．
（6）該同學經(jīng)過反思，認為上述實驗設計中存在缺陷．他查閱資料后得知，PdCl₂溶液 可以吸收CO，同時得到黑色的Pd．于是他在裝置后加裝一個盛PdCl₂溶液的吸收裝置，該裝置中發(fā)生反應的化學方程式為CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl．

Answer 1

分析 （1）據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置，實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸常溫反應制取，不需加熱，屬于固液常溫型，據(jù)此選擇發(fā)生裝置；大理石和稀鹽酸常溫反應生成氯化鈣、二氧化碳、水；
（2）實驗目的實驗探究鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應，首先制取二氧化碳，然后除去二氧化碳中的氯化氫，通過濃硫酸干燥，探究鈉和二氧化碳發(fā)生反應，用澄清石灰水檢驗是否裝置中空氣已經(jīng)排凈；
（3）空氣中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，通過檢驗二氧化碳是否存在判斷裝置中空氣是否已經(jīng)排凈；
（4）為使該反應順利進行，加入的物質能增大溶液體積但不影響大理石和稀鹽酸反應的進行以及二氧化碳的制備；
（5）二氧化碳與單質炭及氧化鈉可以發(fā)生反應，可排除②③④；鈉與CO₂反應生成碳酸鈉和一氧化碳；
（6）PdCl₂溶液吸收CO，同時得到黑色的Pd，Pd化合價降低，則碳的化合價升高，則生成二氧化碳，據(jù)此書寫方程式．

解答 解：（1）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸常溫反應制取，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳是碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故答案為：B；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）實驗目的實驗探究鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應，首先制取二氧化碳，選擇裝置B，因制取二氧化碳選擇的是碳酸鈣和鹽酸反應，鹽酸易揮發(fā)，所以制取的二氧化碳中含有氯化氫，通過飽和的碳酸氫鈉除去選擇D，即f→g，除去二氧化碳中的氯化氫，通過濃硫酸干燥選擇C，即g→d→e，
然后探究鈉和二氧化碳發(fā)生反應，選擇A，即a（b）→b（a），用澄清石灰水檢驗是否有二氧化碳存在，即裝置中空氣已經(jīng)排凈，選擇E，即h→i，所以連接順序為：f→g→d→e→a（b）→b（a）→h→i，
故答案為：f→g→d→e→a（b）→b（a）→h→i；
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O，空氣中含有二氧化碳，通過檢驗二氧化碳是否存在判斷裝置中空氣是否已經(jīng)排凈，能說明裝置中空氣已經(jīng)排凈的現(xiàn)象是E中石灰水變渾濁，
故答案為：E中石灰水變渾濁；
（4）A．稀硝酸和碳酸鈣反應生成硝酸鈣和水、二氧化碳，所以加入稀硝酸能增大溶液體積，且鹽酸、硝酸都能與碳酸鈣反應，不影響二氧化碳的制備，故A選；
B．H₂SO₄溶液，硫酸與碳酸鈣反應生成微溶的硫酸鈣覆蓋在碳酸鈣表面，阻止酸進一步與碳酸鈣反應，影響二氧化碳的制備，故B不選；
C．苯的密度小于水，加入苯，雖能增大溶液體積，但上層的苯與碳酸鈣不反應，不能制備二氧化碳，故C不選；
D．CC1₄的密度大于水，加入CC1₄，能增大溶液體積，且上層的鹽酸與碳酸鈣反應，能制備二氧化碳，故D選；
故答案為：AD；
（5）二氧化碳與單質炭反應C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，所以②錯誤，氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉，方程式為：Na₂O+CO₂=Na₂CO₃，所以③、④錯誤，鈉與CO₂反應生成碳酸鈉和一氧化碳，反應方程式為：2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO，
故答案為：在該實驗條件下，二氧化碳與單質炭及氧化鈉可以發(fā)生反應；2Na+2CO₂═Na₂CO₃+CO；
（6）PdCl₂溶液吸收CO，同時得到黑色的Pd，Pd化合價降低，則碳的化合價升高，則生成二氧化碳，根據(jù)得失電子守恒以及原子守恒，反應方程式為：CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl，
故答案為：CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl．

點評 本題考查了鈉和二氧化碳的探究實驗，掌握碳、鈉以及化合物的性質以及實驗流程、原理是解答關鍵，注意題干信息的應用，側重學生分析問題、解決問題能力的考查，題目難度中等．