化学小组同学在课外读物中看到:“通常CO2可作灭火剂,但有些物质(如Na)着火,不能用CO2熄灭.”他们决定探究CO2与Na反应的产物.提出猜想:CO2与Na反应可能

发布时间:2020-08-06 22:37:24

化学小组同学在课外读物中看到:“通常CO2可作灭火剂,但有些物质(如Na)着火,不能用CO2熄灭.”他们决定探究CO2与Na反应的产物.
提出猜想:CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O、Na2CO3.
查阅资料:
①Na是非常活泼的金属,常温下与O2、H2O等物质反应.
②碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液发生复分解反应.
③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH.
④向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀.
实验过程:同学们在老师的指导下设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去)

(1)实验记录
序号实验操作主要实验现象实验结论和解释①打开a,关闭b,由长颈漏斗注入稀盐酸A中产生大量气泡
E中出现浑浊E中反应的化学方程式为______②当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯D中Na剧烈燃烧,产生白烟内壁附着黑色、白色固体
G中产生黑色沉淀反应产物一定有______和______③取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入石灰水产生白色沉淀反应产物还有______(2)实验反思
①实验记录②中,E中出现浑浊,再点燃酒精灯的目的______.
②若无装置C,对实验有影响的物质是______.
③检验第4种反应产物是否存在的实验方案:取D中白色固体于试管中______.
(3)数据分析:若在实验过程中至少需要8.8g二氧化碳参加反应,则最少需要含杂质20%的石灰石的质量是多少?(写出计算过程)

网友回答

解:(1)①打开a关闭b,控制二氧化碳气体进入装置E,二氧化碳通入澄清石灰水,生成不溶于水的碳酸钙,石灰水变浑浊,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生,打开b关闭a,使燃烧后气体依次通过装置F和G.钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素,由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳,即装置D中生成的黑色固体为单质碳.装置G中氯化钯溶液出现黑色沉淀,结合资料④可知混合气体中含有CO;
③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等,加水溶解并加入石灰水,出现白色沉淀,说明白色固体物质中含有碳酸根,即含有碳酸钠;
(2)①E中出现浑浊,二氧化碳气体通入了装置E,说明了装置内已充满二氧化碳,即装置内的空气全部排出,再点燃酒精灯的目的:排尽装置内空气,防止钠与空气中的氧气反应;
②装置C干燥气体二氧化碳,若无该装置,二氧化碳气体中混有少量的水,资料“①Na是非常活泼的金属,常温下与O2、H2O等物质反应”表明水可以与装置D中的金属钠发生反应,对后面的探究实验产生影响;
③前面的探究已说明了猜想中的C、CO和Na2CO3的存在,因此,接下来所设计的探究实验就应该是说明白色固体中含有固体物质Na2O.根据资料“③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH”可以考虑使用酚酞试液进行检验,但由于Na2CO3存在影响,所以先使用资料“②碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液发生复分解反应”中的氯化钙溶液处理溶液中的Na2CO3;
(3)设需要含杂质20%的石灰石的质量是x.
CaCO3CaO+CO2↑
100????????????44
x×80%???????? 8.8g

x=25g
答:需要含杂质20%的石灰石的质量是25g.
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