Question

CCTV1撒贝宁主持的《加油向未来》做过这样一个实验，专业人员将大块的钠扔入水中瞬间产生爆炸。小耿同学看到该节目后，他对钠产生了强烈的好奇。

（查阅资料）

①钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水，二氧化碳等物质发生反应。与水剧烈反应能生成一种可燃性气体与一种碱。

②密度：煤油0．8g/cm³，水1g/cm³，钠0．97g/cm³。钠一般保存在煤油中。

（实验探究）

老师启发下，小耿同学设计了如图1所示的一套钠与水反应的实验装置（夹持仪器已略）。

（实验步骤）①检查装置气密性； 

②向大试管中加入一定体积煤油；

③用小刀切一小块钠，放入大试管，塞上橡皮塞；

④打开活塞，通过长颈漏斗向试管中加入水。使煤油的液面升至胶塞，关闭活塞观察现象。

请回答下列问题：

（1）金属钠保存在煤油中的原因是__________________

（2）图1中，仪器X的名称是________

（3）实验结束打开活塞，将燃着的木条放到尖嘴处，发现气体被点燃，产生________色火焰，罩一个干冷的烧杯在火焰上方，烧杯内壁有水雾，生成的气体是___________（填化学式）。小季同学将图1试管中的水换成足量的硫酸铜溶液，观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀。没有看到有红色的铜生成，根据实验探究和查阅资料了解到，金属钠先与硫酸铜溶液中的水反应，其化学方程式为______。

小杨在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应，选用如图2所示装置及药品进行实验。回答下列问题：

（4）打开活塞，制取CO₂，实验室制取二氧化碳的化学方程式_______。为了得到干燥、纯净的CO₂ ，B中盛有_______（填试剂名称）溶液。反应结束后，关闭活塞，干燥管内可观察到的现象是__________。用稀硫酸____（填“能”或者“不能”）代替稀盐酸。

（5）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：

操作步骤	实验现象
1	打开活塞，待玻璃管中充满二氧化碳后，点燃酒精灯加热。	产生大量白烟，玻璃管壁上有黑色固体产生。
2	冷却后，将玻璃管中的固体全部取出，并置于试管中，加入适量的蒸馏水，振荡、过滤。	滤纸上留下黑色物质，滤液为无色溶液

①验证玻璃管中充满二氧化碳的方法是____________________ 。

②为检验玻璃管中白色物质的成分，取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红；向第二支试管中滴加氢氧化钡溶液，溶液变浑浊。据此推断，白色物质中一定有的物质的化学式是______(填标号）。

A Na₂O       B Na₂O₂       C NaOH      D Na₂CO₃

③经检验，滤纸上留下的黑色固体是一种单质，请写出它能与其他黑色固体反应的化学方程式：________________（任写一个）。

④本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为 _______。

Answer

防止与氧气、水，二氧化碳等物质发生反应变质 长颈漏斗 淡蓝 氢气 碳酸氢钠溶液 固体与液体分离，反应停止 不能 把燃烧的木条放在E导管口处，木条熄灭 D （合理即可）

【解析】

（1）钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水，二氧化碳等物质发生反应，故将钠保存在煤油中的原因是：防止与氧气、水，二氧化碳等物质发生反应变质；

（2）仪器X的名称是：长颈漏斗；

（3）实验结束打开活塞，将燃着的木条放到尖嘴处，发现气体被点燃，罩一个干冷的烧杯在火焰上方，烧杯内壁有水雾，氢气燃烧生成水，说明生成的气体是氢气，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，故填：淡蓝、H2；

金属钠与硫酸铜溶液反应，观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀。没有看到有红色的铜生成，硫酸铜可与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，由以上分析可知，钠与水反应生成了氢气，故钠与水反应生成了氢氧化钠和氢气，该反应的化学方程式为：；

（4）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；

盐酸具有挥发性，制得的二氧化碳气体中常混有氯化氢气体，氯化氢气体能与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，且碳酸氢钠不吸收二氧化碳，故可在B中盛有碳酸氢钠溶液，吸收氯化氢气体；

石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳，使装置内压强增大，在压强差的作用下，固液分离，反应停止；

不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为：稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，附着在石灰石表面，阻止反应进行，故填：不能；

（5）①验证玻璃管中充满二氧化碳的方法是：把燃烧的木条放在E导管口处，木条熄灭；

②取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红，说明溶液显碱性；向第二支试管中滴加氢氧化钡溶液，溶液变浑浊，说明含碳酸根离子或硫酸根离子，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物为钠和二氧化碳，故白色物质为碳酸钠。故选D；

③经检验，滤纸上留下的黑色固体是一种单质，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，故该黑色固体为碳，碳可与黑色的氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；

④由以上分析可知，本实验中金属钠与二氧化碳反应生成了碳和碳酸钠，该反应的化学方程式为：。