Question

某興趣小組的學生根據Mg與CO₂反應原理，推測鈉也應能在CO₂中燃燒。為了確定其生成產物并進行實驗論證，請你參與以下研究過程。

（1）甲同學首先設計了實驗室制取二氧化碳的三種發生裝置，若選用碳酸氫鈉分解制二氧化碳應選用裝置是_______（填裝置序號“A”“B”或“C”，下同）；若用石灰石與稀鹽酸為原料，并能控制反應隨時發生隨時停止，最好應選用的裝置是_______；若用碳酸鈉固體與稀硫酸反應應選用的裝置是_______。

（2）乙同學按實驗要求，用下列裝置進行實驗（已知PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd），請完成下列問題：

    ①若裝置6中有黑色沉淀，裝置4中的殘留固體（只有一種物質）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為：_____________________。

    ②若裝置6中溶液無明顯現象，裝置4中殘留固體（有兩種物質）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，則鈉與二氧化碳反應的化學方程式為：_____________________。

（3）指導老師認為，不僅要檢驗殘留固體中是否有碳酸鈉還要檢驗其中是否有氧化鈉和碳，當確認鈉充分反應后，請你設計一個簡單實驗，驗證裝置4中得到的殘留固體中是否含有Na₂O和C。

Answer 1

(1)BCA

    (2)①2Na+2CO₂CO+Na₂CO₃②4Na+3CO₂2Na₂CO₃+C

    (3)將殘留物溶于適量水，若有黑色不溶物則證明殘留物中有C，在溶液中加足量BaCl₂溶液，然后過濾，在濾液中滴加幾滴酚酞，若溶液變紅，則證明殘留物中含有Na₂O。

解析:

(2)①裝置6中有黑色沉淀，依題中信息知產生了CO，殘留物與HCl作用產生CO₂，則殘留物中含Na₂CO₃。

    ②殘留物與HCl作用產生CO₂，證明殘留物中含Na₂CO₃，而又無CO產生，根據氧化還原反應規律知，鈉被氧化，則必有元素被還原，聯系殘留固體中有兩種物質故知有C生成。

    (3)根據碳不溶于水，可證明之，根據Na₂O+H₂O2NaOH溶液顯堿性可證明Na₂O存在，但Na₂CO₃溶液也顯堿性，對實驗有干擾，故先將用Ba²⁺沉淀。