Question

【题目】通常状况下，CO是一种无色、无味、有毒的气体，难溶于水，与酸、碱、盐溶液均不反应。已知乙二酸晶体加热分解的方程式为：H2C2O42H2O 3H2O + CO2↑+ CO↑，不考虑其他因素干扰，如何利用下列装置验证反应产物中含有CO2和CO（装置不能重复使用）。酒精喷灯可作高温热源。请回答下列问题：

（1）检验装置A气密性的方法是___________________________________________

（2）按气流方向连接各仪器，用数字表示接口的连接顺序： ①→_________________；

（3）证明CO存在的实验现象是_______________________________________________；

（4）本实验尾气处理的方法是_______________________________________；

（5）根据题给的数据，假设反应产生的气体全部排出，并与吸收液充分反应（提示：B、C中澄清石灰水均先变浑浊，后又变澄清），D中溶质及对应的物质的量是_______________。

Answer 1

【答案】连好装置，①处接长导管，将导管伸入盛有水的烧杯中，用手握住试管观察，若导管口产生连续气泡，松开手有小段水柱回流，则装置A气密性良好 ⑤④⑥⑦②③ B装置中黑色氧化铜变红，澄清石灰水变浑浊，则含CO 在导管③后放置一个燃着的酒精灯（或用气囊收集） 0.01mol Na2CO3和0.08mol NaHCO3

【解析】

（1）根据检查装置气密性的方法及注意事项分析即可，装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置的气密性；

（2）乙二酸晶体加热分解生成CO2和CO，此实验是验证反应产物中含有CO2和CO（装置不能重复使用），要验证二氧化碳与一氧化碳的存在，首先利用澄清石灰来验证二氧化碳的存在，然后除去二氧化碳再验证一氧化碳的存在；

（3）一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊；

（4）一氧化碳有毒，具有可燃性，燃烧生成无毒的二氧化碳；

（5）B、C中澄清石灰水均先变浑浊，后又变澄清，说明二氧化碳与氢氧化钙发生：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O、CO2+H2O+CaCO3=Ca（HCO3）2，则D装置发生：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3。

（1）检查装置的气密性原理是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡，所以检验装置气密性的方法是：连好装置，①处接长导管，将导管伸入盛有水的烧杯中，用手握住试管观察，若导管口产生连续气泡，松开手有小段水柱回流，则装置A气密性良好，故答案为：连好装置，①处接长导管，将导管伸入盛有水的烧杯中，用手握住试管观察，若导管口产生连续气泡，松开手有小段水柱回流，则装置A气密性良好；

（2）乙二酸晶体加热分解生成CO2和CO，装置A中的①导出气体，此实验是验证反应产物中含有CO2和CO（装置不能重复使用），应首先验证二氧化碳①→⑤→④，然后除去二氧化碳④→⑥→⑦，验证二氧化碳的方法是：把气体通入澄清的石灰水，澄清石灰水变浑浊，则含有二氧化碳；然后除去二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应除去，剩余为一氧化碳，验证一氧化碳存在⑦→②→③，一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，然后通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，则含有一氧化碳，故答案为：⑤④⑥⑦②③；

（3）一氧化碳与氧化铜反应CuO+CO Cu+CO2，反应生成二氧化碳，B装置中黑色氧化铜变红，B中澄清石灰水变浑浊，则含CO，故答案为：B装置中黑色氧化铜变红，澄清石灰水变浑浊，则含CO；

（4）一氧化碳有毒，具有可燃性，尾气处理的方法是点燃，2CO+O22CO2，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，所以在导管③后放置一个燃着的酒精灯（或用气囊收集），故答案为：在导管③后放置一个燃着的酒精灯（或用气囊收集）；

（5）12.6gH2C2O42H2O的物质的量为n=m÷M=12.6g÷126g/mol=0.1mol，乙二酸晶体加热分解生成的一氧化碳、二氧化碳的物质的量分别为：0.1mol、0.1mol，反应产生的气体全部排出，并与吸收液充分反应，C装置中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，则吸收的二氧化碳为0.01mol，剩余二氧化碳的物质的量为：0.1mol-0.01mol=0.09mol，0.09mol二氧化碳全部进入D装置且被吸收，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中溶质及对应的物质的量是0.01molNa2CO3和0.08molNaHCO3，故答案为：0.01molNa2CO3和0.08molNaHCO3。