Question

某兴趣小组在实验室中对金属Na与CO₂的反应进行了探究。回答下列问题：

（1）CO₂气体的制备

①CO₂气体的发生装置可以选择上图中的___（填标号），反应的化学方程式为__。

②欲收集一瓶纯净干燥的CO₂气体，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→_____→______→_____（填标号）。

（2）金属Na与CO₂的反应

步骤	现象	结论
I．按以上装置进行实验，充分反应后，将硬质玻璃管中的固体产物移至烧杯，加入①____（填试剂名称）	固体部分溶解，产生大量气泡
II．将步骤I中产生的气体通入澄清石灰水	②____	该气体为CO2
III．对步骤I中剩余的固液混合物进行过滤、洗涤、干燥	得到黑色固体粉末

③结合上述实验步骤I、II可得，固体产物中存在Na₂CO₃；经检测，步骤III中得到的黑色固体为单质碳，则金属Na与CO₂气体发生反应的化学方程式为______。

Answer

B CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ C E G 稀盐酸 澄清石灰水变浑浊 4Na+3CO2 2Na2CO3+C

【解析】

（1）实验室制取二氧化碳用的是石灰石跟稀盐酸，固液混合不加热的方法，反应的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；由图象和题意可知，B装置符合；题目中说要收集纯净干燥的二氧化碳，首先我们要考虑的是纯净，因为稀盐酸是氯化氢气体的水溶液，氯化氢气体容易挥发，所以二氧化碳气体中可能混有氯化氢气体，除去二氧化碳气体中的氯化氢气体，应选择饱和的碳酸氢钠溶液，又因为我们要得到干燥的二氧化碳，所以要选择干燥剂，干燥二氧化碳气体要选择浓硫酸干燥，不能选用氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，因为二氧化碳会和氢氧化钠反应，会减少二氧化碳的含量，最后干燥的二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集；因为我要的是纯净干燥的二氧化碳，所以要先除杂在干燥，防止干燥后在进入水蒸气；欲收集一瓶纯净干燥的CO2气体，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→C→E→G；

（2）由题意和表格信息可知，固体部分溶解，产生大量二氧化碳气体，分析可知应该是酸与碳酸盐反应，所以酸溶液可以选择稀盐酸溶液；将二氧化碳通入澄清石灰水的现象是澄清石灰水变浑浊，根据分析和实验证实金属钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和单质碳，由于图象上用的时酒精喷灯，所以反应条件应该是高温，故化学方程式为：4Na+3CO2 2Na2CO3+C。