Question

某学生为了探究钠与CO₂的反应，利用如图装置进行实验。［已知PdCl₂（氯化钯）能被CO还原得到黑色的Pd］

（1）请将上图各装置连接完整（填写装置中序号）②→________。

（2）若用稀盐酸与CaCO₃反应制备CO₂，在加稀盐酸时，发现CaCO₃与稀盐酸不能接触，而稀盐酸又不够了，为使反应能顺利进行，可向装置②长颈漏斗中加入的试剂是__________。

A．CCl4

B．H2SO4溶液

C．硝酸钠溶液

D．植物油

（3）检查装置②的气密性，方法是__________。

（4）装好药品后，点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹，让CO₂充满整个装置，当观察到__________时再点燃酒精灯。

（5）通入CO₂的量不同可能会导致生成的产物不同。假如反应过程中有下列两种情况，按要求分别写出两种情况时的化学方程式。

i．当装置⑤PdCl₂溶液中观察到有黑色沉淀产生，装置①中固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出此情况时钠与CO₂反应的化学方程式_________________。

ii．当装置①中钠的质量为0.23 g时，充分反应后，将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中，产生112 mL的CO₂气体（标况下测定），溶液中还有固体残留，装置⑤PdCl₂溶液中没有观察到黑色沉淀产生，写出此情况时钠与CO₂反应的化学方程式_________________。

Answer

④③①⑤ AC 用弹簧夹夹住C处橡皮管，向装置②中长颈漏斗中加水，一段时间后水不能顺利流下，且长时间液面差稳定 装置⑤中左端试管中澄清石灰水变浑浊 Na＋2CO2Na2CO3＋CO 4Na＋3CO22Na2CO3＋C

【解析】

探究钠与CO2的反应，首先用盐酸和碳酸钙在②中反应制取二氧化碳气体，制取的二氧化碳中混有挥发出来的HCl，需要用装置④中的饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，然后用③浓硫酸干燥，再在①中进行钠与二氧化碳的反应，最后用装置⑤检验反应产物

（1）根据以上分析，装置的连接顺序为②④③①⑤；

（2）A．CCl4：四氯化碳的密度大于稀盐酸，加入四氯化碳后，四氯化碳层在混合液下层，从而使盐酸与碳酸钙接触，A正确；A．H2SO4溶液：加入H2SO4溶液后，虽然可以增大溶液体积，使溶液与碳酸钙接触，但生成的硫酸钙微溶，覆盖在碳酸钙表面阻止反应进一步进行，B错误；C．硝酸钠：加入稀硝酸钠后，可以增大溶液体积，使溶液与碳酸钙接触，C正确；D．植物油：植物油的密度小于盐酸，加入植物油后，植物油在混合液上层，无法使稀盐酸与碳酸钙接触，D错误； 答案选AC。

（3）根据装置②的构造可知检验气密性的方法是用弹簧夹夹住C处橡皮管，向装置②中长颈漏斗中加水，一段时间后水不能顺利流下，且长时间液面差稳定；

（4）钠化学性质比较活泼，能够与空气中的氧气、水反应，所以点燃酒精灯之前应需要打开弹簧夹，让CO2充满整个装置，以便排尽装置中的空气，避免空气中O2、H2O干扰实验；当装置装置⑤中澄清石灰水变浑浊时，证明装置中空气已经排净；

（5）Ⅰ．装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀，又PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd，则黑色沉淀为Pd，则钠与二氧化碳反应生成了CO；装置①中固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体为二氧化碳，则钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和CO，反应的方程式为2Na＋2CO2Na2CO3＋CO；

Ⅱ．装置①中钠的质量为0.23g，钠的物质的量为：n（Na）=0.23g÷23g/mol=0.01mol，将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生112mL（标准状况）CO2气体，二氧化碳的物质的量为：n（CO2）=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，则反应后生成碳酸钠的物质的量为0.005mol，说明钠完全转化成了碳酸钠；装置⑤PdCl2溶液中没有观察到黑色沉淀产生，说明没有生生CO，溶液中还有固体残留，根据化合价变化可知，残留的固体只能为C，则钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和C，反应的化学方程式为：4Na＋3CO22Na2CO3＋C。