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反应可能生成四种物质:C、CO、Na2O、Na2CO3。
【查阅资料】①Na是非常活泼的金属,常温下能与O2、H2O等物质反应。
②碱性的Na2CO3溶液与中性的CuCl2溶液能发生反应。
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下图所示装置(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,关闭,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,关闭,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,再加入澄清石灰水 | 产生白色沉淀 | 反应产物还有______ |
(2)实验反思
实验记录②中,E中出现浑浊,再点燃酒精灯的目的是______。
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O C CO Na2CO3 排出装置中的空气,防止空气的干扰
【解析】
(1)实验记录
①石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳通入澄清石灰水,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,化学方程式是:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
②当E中出现浑浊时,说明装置中空气已排尽,充满二氧化碳,打开,关闭,点燃酒精灯,此时CO2与Na发生反应,根据实验现象D中Na剧烈燃烧,产生白烟,内壁附着黑色、白色固体,因为炭黑是黑色固体,所以玻璃管内壁附着的黑色固体是炭黑即C,结合题中提供的资料,因为Na2O和碳酸钠都是白色固体,所以此时无法确定;根据G中产生黑色沉淀,结合题中提供的资料,向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀,可见反应中一定有CO生成。
③因为碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,氢氧化钠不能和氢氧化钙反应生成沉淀,根据实验取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入澄清石灰水,产生白色沉淀,可以确定反应产物还有:Na2CO3。当然此实验不能确定CO2与Na发生反应是否有Na2O生成。
(2)实验反思
因为空气中的氧气等能跟金属Na反应,所以实验记录②中,E中出现浑浊,再点燃酒精灯的目的是:排出装置中的空气,防止空气的干扰。
【点睛】
本题解题过程中要充分利用题中提供的资料,比如一氧化碳就是根据资料氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO会产生黑色沉淀确定的。再比如实验②为什么要等到E中出现浑浊,再点燃酒精灯?就是因为资料中已经提供信息:Na是非常活泼的金属,常温下能与O2、H2O等物质反应。如果装置中空气没有排尽,钠燃烧的生成物就不能肯定是钠和二氧化碳反应生成的。
方案一 | 方案二 | |
实验现象 | 白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量,天平平衡 | 铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,天平平衡 |
反应前总质量 | m1 | m1 |
反应后总质量 | m2 | m2 |
反应前后总质量的关系 | m1=m2 | m1=m2 |
分析 | 磷+氧气五氧化二磷 容器密闭,物质没有进入或散失 |
铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁 反应无气体参加,无气体生成,没有物质从烧杯中散失 |
结论 | 分析比较两个方案的实验结果,可以发现反应前后物质的质量总和不变 |
登录并加入会员可无限制查看知识点解析