Question

（2010?南寧二模）某化學興趣小組在按圖1裝置做鈉在空氣中燃燒的實驗時，觀察到產物不僅僅有淡黃色的固體生成，還有少量的黑色顆粒產生，該小組對黑色顆粒進行了如下探究：
（1）甲同學查閱資料知：鈉與二氧化碳反應生成一種鈉的正鹽和一種黑色顆粒．據此推測黑色顆粒是

炭黑

．寫出生成該黑色顆粒的化學方程式：

4Na+3CO₂

△   .

2Na₂CO₃+C

．
（2）乙同學認為只要將上述實驗稍作改進，即可證明甲同學的猜想是否合理，請在圖2的方框中畫出裝置圖并注明相關藥品的名稱．
（3）丙同學按照乙同學的實驗方案進行實驗后，仍發現微量的黑色固體，于是認為可能是金屬鈉含有其它雜質，他發現在保存鈉的試劑瓶的標簽上有如下內容：

元素符號：Na純度：89%    相對原子質量：22.99 磷酸鹽-0.001%              硫酸鹽-0.002% 鐵-0.002%

結合以上信息，丙同學認為微量黑色固體是鐵的氧化物，請設計一簡單實驗證明丙的結論：

實驗步驟	實驗現象及結論
①收集上述微量黑色固體于試管中， 滴加過量的稀硫酸 ② 取少量反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液

（4）結合以上三位同學的實驗研究，你認為圖1實驗中的黑色顆粒組成為

炭黑和鐵的氧化物

（填名稱）．

Answer 1

分析：（1）根據題中信息分析鈉與二氧化碳反應生成的產物，然后根據化合價升降相等配平，寫出鈉與二氧化碳反應的化學方程式；
（2）根據金屬鈉與二氧化碳的反應需要加熱，要求通入的空氣必須是干燥的，據此選擇干燥裝置及干燥劑；
（3）檢驗微量黑色固體是鐵的氧化物，先使用稀硫酸溶解，然后滴入硫氰化鉀溶液檢驗，根據實驗現象判斷；
（4）根據以上三位同學的實驗研究結論判斷黑色顆粒組成．

解答：解：（1）鈉與二氧化碳反應生成一種鈉的正鹽和一種黑色顆粒，正鹽為碳酸鈉，二氧化碳中的碳元素被還原成炭黑，根據化合價變化相等，配平反應的化學方程式為：4Na+3CO₂

△   .

2Na₂CO₃+C，
故答案為：炭黑；4Na+3CO₂

△   .

2Na₂CO₃+C；
（2）由于反應需要加熱，必須將通入的空氣進行干燥，可以使用堿石灰干燥，裝置圖為：，
故答案為：（堿石灰也可用U形管裝，其它合理答案也可）；
（3）丙同學認為微量黑色固體是鐵的氧化物，檢驗方法為：①收集上述微量黑色固體于試管中，滴加過量的稀硫酸，固體全部溶解，說明不是炭黑；
②取少量反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變為紅色，說明是鐵的氧化物，
故答案為：

實驗步驟	實驗現象及結論
①滴加過量的稀硫酸．  ②取少量反應后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液．	①固體全部溶解，說明不是炭黑． ②溶液變為紅色，說明是鐵的氧化物．

（4）結合以上三位同學的實驗研究，圖1實驗中的黑色顆粒組成為炭黑和鐵的氧化物，
故答案為：炭黑和鐵的氧化物．

點評：本題考查了堿金屬及其化合物的性質，題目難度不大，要求學生掌握堿金屬及其化合物的性質，試題側重對學生基礎知識的訓練和檢驗．有利于培養學生的邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．