Question

2．如圖所示裝置可以驗證某混合氣體中（無色無味）是否含有CO₂和CO，請回答下列問題：（提示：氫氧化鈉溶液和澄清石灰水的化學性質相似，氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的能力比澄清石灰水強）

（1）A裝置中的試劑足（寫名稱，下同）澄清石灰水，B裝置中的試劑是氫氧化鈉溶液．
（2）證明原混合氣體中CO₂存在的實驗現象是A中澄清石灰水變渾濁；證明原混合氣體中CO存在的實驗現象是C中黑色粉末變紅，D中澄清石灰水變渾濁．
（3）如果沒有B裝置，對實驗結果有何影響？沒有B裝置，無法除掉CO₂，從而無法判斷原混合氣體中是否含有CO氣體．
（4）寫出C和D中的化學方程式CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（5）若取20g高錳酸鉀防入試管中，加熱一段后，固體質量減少1.6g．請計算試管中剩余高錳酸鉀的質量．

Answer 1

分析 使澄清石灰水變渾濁是CO₂的特性，所以裝置A中的試劑為澄清石灰水；驗證CO往往是驗證其與氧化銅反應后有無CO₂生成，但在與氧化銅反應之前，應把混合氣體中的CO₂完全除凈，否則將無法證明反應后所含有的CO₂是反應生成的，還是反應前就有的，所以裝置B中盛放的應能吸收CO₂的NaOH溶液．
根據高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，可知由于氧氣的放出而使加熱一段時間后試管內固體質量減少，因此固體減少的質量就是生成的氧氣的質量，然后利用反應中各物質的質量關系計算出試管中剩余高錳酸鉀的質量．

解答 解：（1）使澄清石灰水變渾濁是CO₂的特性，裝置A是用來檢驗二氧化碳的，故A中的試劑為澄清石灰水；B裝置是用來吸收二氧化碳的，故應為氫氧化鈉溶液；
（2）證明原混合氣體中CO₂存在的實驗現象是A中澄清石灰水變渾濁；證明原混合氣體中CO存在的實驗現象是C中黑色粉末變紅，D中澄清石灰水變渾濁，注意兩種現象缺一不可；
（3）驗證CO往往是驗證其與氧化銅反應后有無CO₂生成，但在與氧化銅反應之前，應把混合氣體中的CO₂完全除凈，否則將無法證明反應后所含有的CO₂是反應生成的，還是反應前就有的，故沒有B裝置，無法除掉CO₂，從而無法判斷原混合氣體中是否含有CO氣體．
（4）C中是一氧化碳與氧化銅反應生成銅和二氧化碳；D中是二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水；
（5）固體質量減少了1.6g，就是生成的氧氣的質量．
解：設剩余高錳酸鉀的質量為x．
2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
 316                 32
20g-x                1.6g
$\frac{316}{20g-x}=\frac{32}{1.6g}$
x=4.2g
故答案為：（1）澄清石灰水，氫氧化鈉溶液；
（2）A中澄清石灰水變渾濁；C中黑色粉末變紅，D中澄清石灰水變渾濁；
（3）沒有B裝置，無法除掉CO₂，從而無法判斷原混合氣體中是否含有CO氣體．
（4）CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂； Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（5）剩余高錳酸鉀的質量為4.2g．

點評 此題主要是考查同學們的綜合分析能力，不但要求同學們具備有關物質的基礎知識，而且要有實驗操作的經歷和分析、解決化學實驗問題的能力．解題時需要認真分析題目給出的條件，聯(lián)系實際，逐一分析推斷．