Question

19．二氧化碳又名碳酸气，具有较高的民用和工业价值，在多种领域有着广泛的应用．目前，二氧化碳在棚菜气肥、蔬菜（肉类）保鲜、生产可降解塑料等领域也展现良好的发展前景．二氧化碳是一种无色无味的气体，无毒、不导电并且没有可燃性．但是金属镁在点燃的条件下可以在二氧化碳气体中燃烧．其中还原产物是碳．
Ⅰ．①氧化产物是MgO
②请写出化学反应方程式，并用双线桥法表示该反应的电子转移总数
Ⅱ．CO₂气体与碱溶液反应时，用量不同其生成的产物不同．
取两份等物质的量浓度等体积的Ca（OH）₂的溶液，一份通入过量CO₂，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO₂体积（V）的关系如图1所示

写出沉淀变化由a到b的离子方程式：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-
Ⅲ．另一份先加入少量的KOH固体溶解，再将过量CO₂通入KOH和Ca（OH）₂的混合溶液中，请在图2中绘图表示出生成沉淀的物质的量（n）和通入CO₂体积（V）的关系；并写出与上图中不同曲线处对应的离子反应方程式Ca²⁺+CO₂+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 I．①Mg在二氧化碳中燃烧生成C和MgO；
②根据元素的化合价变化及电子转移的数目来用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和总数，箭头的起点和终点都指向同种元素；
II．CO₂与Ca（OH）₂反应生成碳酸钙沉淀，当CO₂过量碳酸钙又溶解生成碳酸氢钙；
III．CO₂通入KOH和Ca（OH）₂的混合溶液中，CO₂先与Ca（OH）₂反应生成碳酸钙沉淀，然后再与KOH反应生成碳酸钾，二氧化碳过量时与碳酸钾反应生成碳酸氢钾、与碳酸钙反应生成碳酸氢钙．

解答 解：Ⅰ．①Mg在二氧化碳中燃烧生成C和MgO，其反应为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，Mg元素的化合价升高被氧化，则氧化产物为MgO；
故答案为：MgO；
②在反应2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C中，C元素的化合价由+4降低为0，得4e^-，Mg元素的化合价由0升高到+2，失2×2e^-，则
用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和总数为，
故答案为：；
II．CO₂与Ca（OH）₂反应生成碳酸钙沉淀，当CO₂过量碳酸钙又溶解生成碳酸氢钙，则图中沉淀变化由a到b的离子方程式：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-；
故答案为：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-；
III．CO₂通入KOH和Ca（OH）₂的混合溶液中，CO₂先与Ca（OH）₂反应生成碳酸钙沉淀，发生Ca²⁺+CO₂+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O，生成的碳酸钙沉淀的物质的量与II中相同，然后再与KOH反应生成碳酸钾，反应的离子方程式为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，二氧化碳过量时与碳酸钾反应生成碳酸氢钾，此时碳酸钙沉淀的物质的量不变，反应的离子方程式为：CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，最后与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，发生CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，沉淀的物质的量减少，最后消失，则生成沉淀的物质的量（n）和通入CO₂体积（V）的关系图为；
故答案为：；Ca²⁺+CO₂+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-．

点评 本题考查了氧化还原反应、双线桥法的应用、离子反应、二氧化碳的性质等，题目难度中等，侧重于考查学生分析能力和对基础知识的综合应用能力．