Question

5．已知Mg能在CO₂中燃燒，該反應為置換反應．Na比Mg更活潑，那么Na能在CO₂中燃燒嗎？某研究性學習小組設計了如圖裝置進行探究．

（1）裝置B中裝的是飽和碳酸氫鈉．
（2）裝置C中濃硫酸的作用是干燥CO₂氣體，裝置E中濃硫酸的作用是防止空氣中水、氧氣進入與鈉反應．
（3）放進玻璃管中的金屬鈉在加熱之前，必須先打開活塞，通入CO₂，這樣操作的原因是用二氧化碳排盡玻璃管內空氣，以防加熱時空氣中氧氣氧化金屬鈉．
（4）用酒精燈給玻璃管加熱，Na在充滿CO₂氣體的玻璃管里劇烈地燃燒，產生大量的白煙．玻璃管中有黑色物質生成．玻璃管冷卻后，玻璃管壁上附著一層白色物質．將玻璃管內物質轉移至燒杯中，加水，白色物質溶解于水，黑色物質不溶．過濾，得到澄清的濾液．往濾液中加CaCl₂溶液，溶液變白色渾濁；再滴入稀鹽酸，溶液中有氣泡出現，則玻璃管壁上附著的白色物質是Na₂CO₃．另將濾紙上的黑色物質干燥，點燃，其燃燒產物無色無味且能使澄清石灰水變渾濁，則玻璃管中的黑色物質是C．

Answer 1

分析 要探究鈉能否在二氧化碳中燃燒，首先要制取純凈的二氧化碳，分析實驗裝置的原理，先制取二氧化碳，再除掉制取中混有的氯化氫氣體、水；可用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，然后再用濃硫酸作干燥劑除去水；在點燃d裝置中的酒精燈前，必須除去系統(tǒng)內的空氣，防止鈉與空氣中的氧氣反應，且實驗裝置末端連接濃硫酸，防止空氣中的水蒸氣與鈉反應；通過對生成物進行了探究實驗可得出鈉與二氧化碳反應生成了碳酸鈉和碳，以此解答該題．

解答 解：（1）二氧化硫中混有氯化氫，可用飽和碳酸氫鈉溶液除雜，故答案為：飽和碳酸氫鈉；
（2）濃硫酸具有吸水性，可以用濃硫酸做干燥劑來吸收水，實驗裝置末端連接濃硫酸，防止空氣中的水蒸氣、氧氣進入試管與鈉反應，
故答案為：干燥CO₂氣體；防止空氣中水、氧氣進入與鈉反應；
（3）在點燃d裝置中的酒精燈前，必須除去系統(tǒng)內內的空氣，防止鈉與空氣中的氧氣反應，
故答案為：用二氧化碳排盡玻璃管內空氣，以防加熱時空氣中氧氣氧化金屬鈉；
（4）白色物質滴入稀鹽酸，溶液中有氣泡出現，應為Na₂CO₃，將濾紙上的黑色物質干燥，點燃，其燃燒產物無色無味且能使澄清石灰水變渾濁，則玻璃管中的黑色物質是碳，涉及反應為4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C，
故答案為：Na₂CO₃；C．

點評 本題考查性質實驗方案的設計和探究，為高考常見題型，側重于基礎知識的考查，注意把握實驗原理和物質的性質，為解答該題的關鍵，答題時注意題給信息和反應現象，注意仔細審題，題目難度中等．