Question

14．某興趣小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)時(shí)，進(jìn)行了木炭燃燒的探究，請(qǐng)你參與．
[探究活動(dòng)一]木炭燃燒產(chǎn)物的檢驗(yàn)
（1）同學(xué)們把一小塊木炭點(diǎn)燃后迅速放進(jìn)充滿氧氣的大試管中，如圖1所示（試管夾持儀器略）．
（2）火焰熄滅后，放置冷卻至室溫，拔去橡皮塞倒扣在裝有澄清石灰水的水槽中，觀察到試管內(nèi)的液面開始上升至一定高度，且試管內(nèi)液體呈現(xiàn)渾濁，說明木炭燃燒生成物中含有二氧化碳?xì)怏w，產(chǎn)生渾濁的反應(yīng)化學(xué)方程式是CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
[探究活動(dòng)二]木炭燃燒后試管中氣體的進(jìn)一步檢驗(yàn)，并分離出二氧化碳
同學(xué)們另取與實(shí)驗(yàn)（1）中相同質(zhì)量的木炭和相同體積的氧氣重做實(shí)驗(yàn)（1），把木炭燃燒后的后的氣體冷卻后按照?qǐng)D2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（裝置氣密性良好）．

查閱資料：一氧化碳難溶于水，且不與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．濃硫酸有很強(qiáng)的吸水性．
（3）a是關(guān)閉狀態(tài)，打開b，利用其它裝置（圖略）把木炭燃燒后氣體全部充入裝置A，裝置A的作用是吸收二氧化碳．裝置B未出現(xiàn)渾濁，說明了二氧化碳被A裝置完全吸收．
（4）上述實(shí)驗(yàn)之后，裝置A中的溶質(zhì)含有碳酸鈉．關(guān)閉b，將裝置D替換裝置B，打開a，加入足量的稀硫酸，裝置A中產(chǎn)生氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，裝置D的作用是吸收水蒸氣．收集裝置A中產(chǎn)生的氣體，可采用的方法是②（填標(biāo)號(hào)）．
①排水法②向上排空氣法③向下排空氣法
[交流討論]
（5）經(jīng)過以上實(shí)驗(yàn)可知該木炭燃燒屬于完全燃燒．要使木炭完全燃燒，理論上木炭與氧氣質(zhì)量之比必須≤3：8（選填“≤”或“≥”）．

Answer 1

分析 （2）木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
（3）二氧化碳能和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
（4）碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
濃硫酸具有吸水性，可以用作氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體的干燥劑；
二氧化碳能夠溶于水，密度比空氣大；
（5）氧氣足量時(shí)，木炭能夠完全燃燒．

解答 解：（2）試管內(nèi)液體呈現(xiàn)渾濁，說明木炭燃燒生成物中含有二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因?yàn)槎�氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．  
故填：二氧化碳；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）裝置A的作用是吸收二氧化碳，裝置B未出現(xiàn)渾濁，說明了二氧化碳被A裝置完全吸收．
故填：吸收二氧化碳；二氧化碳被A裝置完全吸收．
（4）裝置A中產(chǎn)生氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，裝置D的作用是吸收水蒸氣；
收集裝置A中產(chǎn)生的氣體二氧化碳時(shí)，由于二氧化碳能夠溶于水，不能用排水法收集，密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集．
故填：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；吸收水蒸氣；②．
（5）木炭完全燃燒的化學(xué)方程式及其木炭和氧氣的質(zhì)量關(guān)系為：C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂，
                                                                                            12  32
要使木炭完全燃燒，氧氣必須足量，理論上木炭與氧氣質(zhì)量之比必須≤$\frac{12}{32}$=$\frac{3}{8}$．
故填：≤．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．