Question

为探究Na与CO₂反应的产物，某化学兴趣小组按如图所示装置进行实验。

己知：CO+2Ag(NH₃)₂OH=2Ag↓+ (NH₄)₂CO₃+2NH₃

回答下列问题：

（1）B中的溶液为______________。

（2）先称量硬质玻璃管的质量为m_l g，将样品装入硬质玻璃管中，称得样品和硬质玻璃管的总质量是m₂ g。再进行下列实验操作，其正确顺序是____________（填标号）；重复上述操作步骤，直至硬质玻璃管恒重，称得质量为m₃ g。

a．点燃酒精灯，加热         b．熄灭酒精灯          c．称量硬质玻璃管

d．打开K₁和K₂，通入CO₂至E中出现浑浊  e．关闭K₁和K₂ f．冷却到室温

（3）加热硬质玻璃管一段时间，观察到以下现象：

①钠块表面变暗，熔融成金属小球；

②继续加热，钠迅速燃烧，产生黄色火焰。反应完全后，管中有大量黑色物质；

③F中试管内壁有银白物质产生。

产生上述②现象的原因是____________________________________________________；

（4）探究固体产物中钠元素的存在形式

假设一：只有Na₂CO₃；     假设二：只有Na₂O；        假设三：Na₂O和Na₂CO₃均有；

完成下列实验设计，验证上述假设：

步骤	操作和现象	结论
1	将硬质玻璃管中的固体产物溶于水后过滤；	假设一成立
2	往步骤1所得滤液中_________________________________； 现象：____________________________________。

（5）根据上述实验现象及下表实验数据，写出Na与CO₂反应的总化学方程式_____________。

m1	m2	m3
66.7g	69.0g	72.1g

Answer

饱和碳酸氢钠溶液 d、a、b、f 、e、c 钠的焰色反应为黄色，钠与二氧化碳反应有碳单质生成 加入足量BaCl2溶液（或足量CaCl2溶液）后滴入酚酞试液（或测pH） 有白色沉淀产生，酚酞不变红（pH=7） 12Na+11CO2=6Na2CO3+C+4CO

【解析】

根据实验目的及反应装置，A为制备二氧化碳，使用的盐酸易挥发，则装置B为除HCl气体，但不能吸收二氧化碳，为饱和的碳酸氢钠溶液，装置C为浓硫酸，除去二氧化碳中的水蒸气；D为Na与二氧化碳的反应装置，装置E为除去未反应的二氧化碳，F为验证是否有CO生成。

(1)装置B为吸收HCl气体，且不能吸收二氧化碳，则溶液为饱和的碳酸氢钠溶液；

(2) Na能和空气中的氧气反应，则需先通入一定量的二氧化碳排净装置中的空气，再点燃酒精灯，使Na与二氧化碳反应；熄灭酒精灯，待装置恢复至室温时，关闭K1和K2 ，称量硬质玻璃管的质量，则答案为d、a、b、f 、e、c；

(3)根据实验现象，钠能在二氧化碳中燃烧，产生黄色火焰，且生成黑色的单质碳；

(4)若只有碳酸钠，向步骤1中加入氯化钡时，能产生溶于酸的白色沉淀和NaCl溶液，则在室温时溶液的pH为7；

(5)m(Na)=69.0-66.7=2.3g，固体增重为72.1-69.0=3.1g，根据Na原子守恒，碳酸钠的质量为5.3g，则C的质量为0.1g，n(Na2CO3):n(C)=:=6:1，则方程式为12Na+11CO2=6Na2CO3+C+4CO。