Question

根據(jù)Mg與CO₂的反應(yīng)推測(cè)，Na也能在CO₂中燃燒，且固體產(chǎn)物可能為C、Na₂O和Na₂CO₃中的兩種或三種．某興趣小組用如下裝置開展兩個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)探究．

【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】引發(fā)CO₂與Na反應(yīng)．操作步驟為：
①按圖連接裝置，檢驗(yàn)裝置氣密性，并往各裝置中加入試劑；
②打開裝置a上活塞一段時(shí)間；
③點(diǎn)燃d處酒精燈，使CO₂與Na充分反應(yīng)．停止加熱，繼續(xù)通氣體使雙通管冷卻．
回答下列問題：
（1）裝置a中用到的玻璃儀器有試管和

 

；
（2）裝置b中裝入的試劑是

 

；
（3）裝置c的作用是

 

；
（4）步驟②中，當(dāng)觀察到

 

時(shí)，才能進(jìn)入步驟③；
【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】探究反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)機(jī)理．取反應(yīng)后雙通管中固體物質(zhì)29.2g進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①仔細(xì)觀察固體，發(fā)現(xiàn)有黑色顆粒；
②將固體溶于足量的水并過濾、洗滌，得到1.8g濾渣（干燥）；
③將濾液加水稀釋配成250mL的溶液；
④取少量③的溶液，先加足量BaCl₂溶液，觀察到白色沉淀；再加幾滴酚酞試液，溶液變紅；
⑤取25.00mL③的溶液，滴加甲基橙作為指示劑，用3.0mol?L^-1鹽酸滴定，消耗鹽酸體積為20.00mL．
回答下列問題：
（5）如何判斷⑤中的滴定終點(diǎn)

 

；
（6）反應(yīng)后裝置d中的固體物質(zhì)為

 

；通過計(jì)算分析：29.2g殘留固體中，各組分的質(zhì)量各是多少？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)裝置圖可知所用玻璃儀器；
（2）由實(shí)驗(yàn)方案圖可知裝置b是除去二氧化碳中的HCl，應(yīng)用飽和的碳酸氫鈉溶液；
（3）進(jìn)入d裝置的二氧化碳應(yīng)干燥，c為干燥裝置，吸收水蒸氣；
（4）反應(yīng)需要排盡裝置內(nèi)的空氣，當(dāng)e裝置中產(chǎn)生白色沉淀，說明裝置中的空氣已排盡，再加熱d處的酒精燈發(fā)生反應(yīng)；
（5）甲基橙遇堿變黃色，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)，甲基橙由黃色變?yōu)槌壬��?br />（6）步驟①將干燥得到1.8g濾渣為不溶物碳．先加足量BaCl₂溶液，觀察到白色沉淀，白色沉淀為碳酸鋇，說明反應(yīng)生成碳酸鈉，
消耗HCl為3.0mol?L^-1×0.020L=0.06mol，設(shè)氧化鈉的物質(zhì)的量為x，則溶于水生成氫氧化鈉為2x，碳酸鈉的物質(zhì)的量為y，列方程式組計(jì)算．

解答： 解：（1）由實(shí)驗(yàn)方案圖可知，a中玻璃儀器為試管和長(zhǎng)頸漏斗，故答案為：長(zhǎng)頸漏斗；
（2）由實(shí)驗(yàn)方案圖可知，a為二氧化碳發(fā)生裝置，d為二氧化碳與鈉反應(yīng)裝置，加入d裝置的二氧化碳應(yīng)干燥，沒有其它，故裝置b是除去二氧化碳中的HCl，應(yīng)用飽和的碳酸氫鈉溶液，
故答案為：飽和NaHCO₃；
（3）濃硫酸為常用干燥劑，進(jìn)入d的二氧化碳需要干燥，故c為干燥裝置，吸收水蒸氣，故答案為：干燥二氧化碳；
（4）由以上的分析可知，反應(yīng)需要排盡裝置內(nèi)的空氣，當(dāng)e處澄清石灰水變渾濁，說明裝置中的空氣排盡，再加熱d處的酒精燈發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：e處澄清石灰水變渾濁；
（5）甲基橙遇堿變黃色，當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)時(shí)，甲基橙由黃色變?yōu)槌壬�，故答案為：�?dāng)?shù)稳胱詈笠坏嘻}酸，溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且半分鐘�?nèi)不褪色；
（6）步驟①將干燥得到1.8g濾渣為不溶物碳．先加足量BaCl₂溶液，觀察到白色沉淀，白色沉淀為碳酸鋇，說明反應(yīng)生成碳酸鈉，
消耗HCl為3.0mol?L^-1×0.020L=0.06mol，設(shè)氧化鈉的物質(zhì)的量為x，則溶于水生成氫氧化鈉為2x，碳酸鈉的物質(zhì)的量為y，則：
62x+106y=29.2g-1.8g=28g，2x+2y=0.06×

250

25

，解得：x=0.1mol，y=0.2mol，
故氧化鈉的質(zhì)量為：0.1mol×62g/mol=6.2g，碳酸鈉的質(zhì)量為：0.2mol×106g/mol=21.2g，
故答案為：C、Na₂O和Na₂CO₃； C：1.8g、Na₂O：6.2g、Na₂CO₃：21.2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)組成與探究，涉及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的理解、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理等，確定生成物的成分以發(fā)生的反應(yīng)是難度，也是易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度較大．