Question

某研究性学习小组探究Na与CO₂的反应，设计了如下装置进行探究。

（1）从试剂瓶中取出的金属钠，须经过必要的操作，方可进行后续的实验，该必要的操作是    。该装置B中饱和碳酸氢钠溶液的作用是      ，装置E中浓硫酸的作用是     

（2）放进玻璃管中的金属钠在加热之前，必须先打开活塞,通入CO₂, 这样操作的原因是 

（3）用酒精灯给玻璃管加热，Na在充满CO₂气体的玻璃管里剧烈地燃烧，产生大量的白烟。玻璃管中有黑色物质生成。玻璃管冷却后，玻璃管壁上附着一层白色物质。将玻璃管内物质转移至烧杯中, 加水，白色物质溶解于水，黑色物质不溶。过滤，得到澄清的滤液。往滤液中加CaCl₂溶液，溶液变白色浑浊；再滴入稀盐酸，溶液中有气泡出现，则玻璃管壁上附着的白色物质是   。另将滤纸上的黑色物质干燥，点燃，其燃烧产物无色无味且能使澄清石灰水变浑浊，则玻璃管中的黑色物质是       。

(4)Na与CO₂的反应的方程式为    

Answer

（1）用滤纸吸干表面煤油，并小刀切除表面的氧化层 (1分）；除去CO2中的 HCl气体(1分）；防止空气进入钠试管(1分）

（2）除去装置中的空气，使之充满CO2 (1分）   （3）Na2CO3  (1分）     C (1分）

（4）4Na+3CO2 2Na2CO3 + C  (2分）

【解析】

试题分析：（1）钠是活泼的金属，质软，一般保存在煤油中，所以必要的后续操作是用滤纸吸干表面煤油，并小刀切除表面的氧化层。由于盐酸易挥发，生成的CO2中含有氯化氢杂质，所以饱和碳酸氢钠的作用是除去CO2中的 HCl气体；钠极易和水、氧气反应，而空气中含有水蒸气和氧气，因此浓硫酸的作用是防止空气进入钠试管。

（2）由于装置内部也含有空气，所以先通入CO2的目的是除去装置中的空气，使之充满CO2。

（3）白色物质和氯化钙反应生成白色沉淀，也盐酸反应生成气体，说明应该是碳酸钠。黑色物质干燥，点燃，其燃烧产物无色无味且能使澄清石灰水变浑浊，这说明气体是CO2，所以玻璃管中的黑色物质是碳。

（4）根据以上分析可知，Na与CO2的反应的方程式为4Na+3CO2 2Na2CO3 + C。

考点：考查钠和CO2反应实验探究的有关判断