Question

某化学兴趣小组的学生从网上查得如下信息:①钠能在CO₂中燃烧。②常温下CO能与PdCl₂溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论,他们认为钠在CO₂中燃烧时,还原产物可能是碳、也可能是CO,氧化产物可能是Na₂CO₃。为验证上述推断,他们设计如下方案进行实验,请回答下列问题。

（1）他们欲用上述仪器组装一套装置:用石灰石与盐酸反应制取CO₂(能随意控制反应的进行)来证明钠能在CO₂中燃烧并检验气态还原产物,所用仪器接口连接顺序为            ,制取CO₂反应的离子方程式为                  。

（2）装置连接好后,首先要进行的实验操作是          ,点燃酒精灯前,应进行的操作是         ,等装置         (填写装置字母代号及现象)时,再点燃酒精灯,这步操作的目的是                。

（3）若装置D的PdCl₂溶液中有黑色沉淀,C中有残留固体(只有一种物质),则C中反应的化学方程式为               ;若装置D的PdCl₂溶液中无黑色沉淀,C中有残留固体(有两种物质),则C中反应的化学方程式为                    。

（4）后来有一位同学提出,钠的氧化产物也可能是Na₂O,因此要最终确定钠的氧化产物是何种物质,还需要检验C中残留的固体是否含有Na₂O,为此,他认为应较长时间通入CO₂以确保钠反应完,然后按照如下方案进行实验,可确定残留固体中是否含有Na₂O,他的实验方案是              。

Answer

（1）jcdabefg(e与f可颠倒) CaCO3+2H+＝Ca2++H2O+CO2↑

（2）检查装置的气密性 打开F中导管上的止水夹 D中澄清石灰水变浑浊 排尽装置内的空气

（3）2Na+2CO2＝Na2CO3+CO 4Na+3CO2＝2Na2CO3+C

（4）将残留固体溶于水,在所得水溶液中加入过量BaCl2溶液,再向溶液中滴加2滴酚酞试液,若溶液变红色,则残留固体中含有Na2O,否则不含Na2O

【解析】

试题分析：（1）装置F可通过关闭或打开导管上的止水夹实现对制气反应的控制，制取的CO2中含有HCl、H2O，可分别用饱和NaHCO3溶液、浓硫酸除去，因此所用仪器接口连接顺序为jcdabefg(e与f可颠倒)。制取CO2反应的离子方程式为CaCO3+2H+＝Ca2++H2O+CO2↑；

（2） 装置连接好后，首先要进行的实验操作是检查装置的气密性；由于钠易与氧气反应，故点燃酒精灯前先用CO2将装置内空气排出，当澄清石灰水变浑浊时，表明装置中空气已排尽；

（3）当C中残留固体只有一种而D中的PdCl2溶液中有黑色沉淀时，表明反应的产物是Na2CO3与CO，反应的方程式为2Na+2CO2＝Na2CO3+CO；当C中固体有两种而D中的PdCl2溶液中没有黑色固体出现时，表明生成物是Na2CO3与单质碳，相应的化学方程式为4Na+3CO2＝2Na2CO3+C；

（4）氧化钠溶于水生成氢氧化钠，溶液显碱性，但碳酸钠溶于水也显碱性，会干扰检验，因此正确的实验操作是将C中残留固体溶于水，加过量钡盐除去C，再检验溶液是否呈碱性，若呈碱性，,则表明固体中有Na2O，否则不含Na2O。

【考点定位】考查化学实验方案设计与探究

【名师点晴】化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。探究性实验的一般思路是：1.准确地把握实验目的；2.利用已学知识，分析如何实现这个目的-－实验原理；3.结合实验材料，初步确定设计对策－－实验方案。