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和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向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀.
③Na2CO3是白色固体,易溶于水,能与CaCl2溶液发生反应,化学方程式为:Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl
④Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH.
⑤CaCl2、NaCl、Na2CO3、NaOH四种溶液分别与无色酚酞溶液作用比较:
分别向右侧溶液中 加入无色酚酞溶液 | CaCl2 | NaCl | Na2CO3 | NaOH |
主要实验现象 | 无色 | 无色 | 由无色变为红色 | 由无色变为红色 |
(1)实验记录
序号 | 实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论及解释 |
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CaCl2溶液 | 产生白色沉淀 | 反应产物还有______ |
①实验记录②中,E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是______.
②装置B、C的作用是______.
③检验第4种物质是否存在的实验方案:取D中白色固体于试管中,______.
(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.
故答案为: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.
故答案为:C和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.
故答案为:Na2CO3;
(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.
故答案为:排出装置中的空气,防止空气的干扰;
②装置B净化吸收混有的氯化氢气体;装置C干燥二氧化碳.
故答案为:得到纯净的二氧化碳;
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.
故答案为:加水完全溶解,加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀,滴加酚酞试液,溶液呈红色.说明白色固体中含Na2O.