Question

【題目】通常狀況下，CO是一種無色、無味、有毒的氣體，難溶于水，與酸、堿、鹽溶液均不反應。已知乙二酸晶體加熱分解的方程式為：H2C2O42H2O 3H2O + CO2↑+ CO↑，不考慮其他因素干擾，如何利用下列裝置驗證反應產物中含有CO2和CO（裝置不能重復使用）。酒精噴燈可作高溫熱源。請回答下列問題：

（1）檢驗裝置A氣密性的方法是___________________________________________

（2）按氣流方向連接各儀器，用數字表示接口的連接順序： ①→_________________；

（3）證明CO存在的實驗現象是_______________________________________________；

（4）本實驗尾氣處理的方法是_______________________________________；

（5）根據題給的數據，假設反應產生的氣體全部排出，并與吸收液充分反應（提示：B、C中澄清石灰水均先變渾濁，后又變澄清），D中溶質及對應的物質的量是_______________。

Answer 1

【答案】連好裝置，①處接長導管，將導管伸入盛有水的燒杯中，用手握住試管觀察，若導管口產生連續(xù)氣泡，松開手有小段水柱回流，則裝置A氣密性良好 ⑤④⑥⑦②③ B裝置中黑色氧化銅變紅，澄清石灰水變渾濁，則含CO 在導管③后放置一個燃著的酒精燈（或用氣囊收集） 0.01mol Na2CO3和0.08mol NaHCO3

【解析】

（1）根據檢查裝置氣密性的方法及注意事項分析即可，裝置氣密性檢驗的原理是：通過氣體發(fā)生器與附設的液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置的氣密性；

（2）乙二酸晶體加熱分解生成CO2和CO，此實驗是驗證反應產物中含有CO2和CO（裝置不能重復使用），要驗證二氧化碳與一氧化碳的存在，首先利用澄清石灰來驗證二氧化碳的存在，然后除去二氧化碳再驗證一氧化碳的存在；

（3）一氧化碳與氧化銅反應生成二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁；

（4）一氧化碳有毒，具有可燃性，燃燒生成無毒的二氧化碳；

（5）B、C中澄清石灰水均先變渾濁，后又變澄清，說明二氧化碳與氫氧化鈣發(fā)生：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O、CO2+H2O+CaCO3=Ca（HCO3）2，則D裝置發(fā)生：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3。

（1）檢查裝置的氣密性原理是根據裝置內外的壓強差形成水柱或氣泡，所以檢驗裝置氣密性的方法是：連好裝置，①處接長導管，將導管伸入盛有水的燒杯中，用手握住試管觀察，若導管口產生連續(xù)氣泡，松開手有小段水柱回流，則裝置A氣密性良好，故答案為：連好裝置，①處接長導管，將導管伸入盛有水的燒杯中，用手握住試管觀察，若導管口產生連續(xù)氣泡，松開手有小段水柱回流，則裝置A氣密性良好；

（2）乙二酸晶體加熱分解生成CO2和CO，裝置A中的①導出氣體，此實驗是驗證反應產物中含有CO2和CO（裝置不能重復使用），應首先驗證二氧化碳①→⑤→④，然后除去二氧化碳④→⑥→⑦，驗證二氧化碳的方法是：把氣體通入澄清的石灰水，澄清石灰水變渾濁，則含有二氧化碳；然后除去二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈉反應除去，剩余為一氧化碳，驗證一氧化碳存在⑦→②→③，一氧化碳與氧化銅反應生成二氧化碳，然后通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，則含有一氧化碳，故答案為：⑤④⑥⑦②③；

（3）一氧化碳與氧化銅反應CuO+CO Cu+CO2，反應生成二氧化碳，B裝置中黑色氧化銅變紅，B中澄清石灰水變渾濁，則含CO，故答案為：B裝置中黑色氧化銅變紅，澄清石灰水變渾濁，則含CO；

（4）一氧化碳有毒，具有可燃性，尾氣處理的方法是點燃，2CO+O22CO2，一氧化碳燃燒生成二氧化碳，所以在導管③后放置一個燃著的酒精燈（或用氣囊收集），故答案為：在導管③后放置一個燃著的酒精燈（或用氣囊收集）；

（5）12.6gH2C2O42H2O的物質的量為n=m÷M=12.6g÷126g/mol=0.1mol，乙二酸晶體加熱分解生成的一氧化碳、二氧化碳的物質的量分別為：0.1mol、0.1mol，反應產生的氣體全部排出，并與吸收液充分反應，C裝置中n（Ca（OH）2）=cV=0.05mol/L×0.1L=0.005mol，CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O、CO2+H2O+CaCO3=Ca（HCO3）2，即2CO2+Ca（OH）2=Ca（HCO3）2，則吸收的二氧化碳為0.01mol，剩余二氧化碳的物質的量為：0.1mol-0.01mol=0.09mol，0.09mol二氧化碳全部進入D裝置且被吸收，D中n（NaOH）=cV=1mol/L×0.1L=0.1mol，由方程式可得：

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 +H2O

0.05mol 0.1mol 0.05mol

CO2 + H2O + Na2CO3 = 2NaHCO3

(0.09mol-0.05mol) 0.04mol 0.08mol

所以D中溶質及對應的物質的量是0.01molNa2CO3和0.08molNaHCO3，故答案為：0.01molNa2CO3和0.08molNaHCO3。