题目内容
【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_______________。
【答案】(10分,每空2分)
(1)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)⑤④⑥⑦②③
(3)B装置中黑色氧化铜变红,,澄清石灰水变浑浊,则含CO。
(4)在导管③后放置一个燃着的酒精灯(或用气囊收集)
(5)0.01mol Na2CO3和0.08mol NaHCO3。
【解析】
试题分析:
(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,此实验验证是反应产物中含有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+COCu+CO2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,一氧化碳具有可燃性,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)12.6克H2C2O42H2O的物质的量为n===0.1mol,乙二酸晶体加热分解H2C2O42H2O3H2O+CO2↑+CO↑,则生成的一氧化碳、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,
CO2 + 2 NaOH = Na2CO3+H2O CO2+H2O+Na2CO3 = 2NaHCO3
0.05mol 0.1mol 0.05mol 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。