14.(2010·湖北百所重点高中联考)某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg能与CO2发生反应,推测活泼金属钠也能与CO2发生反应,因此兴趣小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置已略去)。已知:常温下CO能使一些化合物中的金属离子还原。

例如:PdCl2+CO+H2O===Pd↓+CO2+2HCl

反应生成黑色的金属钯,此反应也可用来检测微量CO的存在。

请回答下列问题:

(1)通常实验室制取CO2气体的离子方程式是________________________________,

为了使制气装置能“随开随用,随关随停”,上图A处应选用的装置是_______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。若要制取干燥、纯净的CO2气体,装置B中应盛放的试剂是________溶液,装置C中应盛放的试剂是________。

(2)观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是____________________,检查装置的气密性完好并装入药品后,在点燃酒精喷灯前,必须进行的操作是先________,待装置E中出现____________现象时,再点燃酒精喷灯。

(3)假设CO2气体足量,在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况,请分析并回答问题:

①若装置F中溶液无明显变化,装置D中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是________________________________________________________________。

②若装置F中有黑色沉淀生成,装置D中只生成一种固体物质,取少量该固体与盐酸反应后,也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是________________________________________________________________。

(4)请判断②中D装置生成固体的成分是钠的正盐还是酸式盐?请用文字简要说明理由_________________________________________________________________。

解析:(1)通常实验室制取CO2气体是用CaCO3与盐酸反应。装置Ⅲ可“随开随用,随关随停”,装置B用于除去CO2气体中混有的HCl装置C用于干燥CO2。(2)由装置图可知Na与CO2反应的条件是高温或强热。为防止Na与空气中的氧气反应,点燃酒精喷灯前,必须进行的操作是先通入CO2,排出空气。(3)①由装置F中溶液无明显变化,装置D中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,说明Na与CO2反应肯定有Na2CO3生成,根据氧化还原反应规律,另一固体物质应该是“C”。②由F中的现象判断有CO生成;同样判断出另一固体产物也是Na2CO3,反应物中共有Na、C、O三种元素,因此不能生成酸式盐。

答案:(1)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ Ⅲ 饱和NaHCO3 浓H2SO4

(2)高温或强热 打开Ⅲ中的止水夹 澄清的石灰水变浑浊

(3)①4Na+3CO22Na2CO3+C ②2Na+2CO2Na2CO3+CO

(4)生成正盐。因为反应物共有三种元素,没有氢元素,因此不能生成酸式盐

12.(2010·模拟题)Ⅰ.赤铁矿是炼铁的主要原料之一。它的主要成分在一定条件下有下列反应:

Fe2O3+CO2FeO+CO2

在反应形成的固体混合物(Fe2O3、FeO)中,元素铁和氧的质量比用m(Fe)∶m(O)表示。

(1)根据上述反应,固体质量每减轻1.6 g,将产生CO2________L(STP)。

(2)上述反应形成的固体混合物中,m(Fe)∶m(O)不可能是( )

A.21∶9     B.21∶7.5      C.21∶5    D.21∶8

(3)Fe2O3被CO还原的百分率为50%,则m(Fe)∶m(O)=________。

Ⅱ.将2.5 g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1 mol·L-1的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示:

(1)写出OA段所发生反应的离子方程式:_____________________________________________________________________。

(2)当加入35 mL盐酸时,产生CO2的体积为________mL(标准状况)。

(3)计算原混合物中NaOH的质量及碳酸钠的质量分数。

解析:Ⅰ.根据反应:CO+Fe2O3CO2+2FeO,当固体质量每减少16 g,就会生成1 mol CO2,可见固体质量每减轻1.6 g,将产生CO2为2.24 L;Fe2O3m(Fe)∶m(O)=(2×56)∶(3×16)=7∶3,FeO中m(Fe)∶m(O)=56∶16=7∶2,那么得到固体混合物中m(Fe)∶m(O)值介于7∶3和7∶2之间,可见AC符合题意;假设有2 mol Fe2O3,经CO还原后的混合物中,有1 mol Fe2O3和2 mol FeO,那么m(Fe)∶m(O)=(4×56)∶(5×16)=14∶5。

Ⅱ.(1)OA段并未产生CO2,发生的反应为:H++OH===H2O,H++CO32===

HCO3

(2)当加入35 mL盐酸时,实际产生的CO2为10 mL×103 L/mL×1 mol/L×22 400 mL/mol=224 mL;

(3)设碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量分别为xyz则,

解得x=0.01 mol,y=0.01 mol,z=0.015 mol

所以,NaOH的质量为0.6 g,Na2CO3的质量分数为×100%=42.4%。

答案:Ⅰ.(1)2.24 L (2)AC (3)14∶5

Ⅱ.(1)H++OH===H2O,H++CO32===HCO3 (2)224 mL

(3)m(NaOH)=0.6 g,w(Na2CO3)=42.4%

11.(2010·太原四中期中考题)某活动课程小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液。为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO3,设计了如下实验步骤:

a.取25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;

b.小火煮沸溶液1-2 min,赶走溶解在溶液中的CO2气体;

c.在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液,使其充分混合反应。

(1)此方案能制得较纯净的Na2CO3,写出c步骤的离子方程式_____________________________________________________________________。

此方案第一步的实验装置如图所示:

(2)加入反应物前,如何检查整个装置的气密性______________________________________________________________________。

(3)若用大理石与盐酸制CO2,则装置B中盛放的试剂是__________,作用是_____________________________________________________________________。

(4)在实验室通常制法中,装置A还可作为下列  (填序号)气体的发生装置。

①CH4 ②H2 ③Cl2 ④CH2CH2

(5)已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%,室温下该溶液密度为1.44 g/mL,假设反应前后溶液的体积不变,不考虑实验误差,计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为________。

解析:本题考查离子方程式的书写、基本实验操作、一定物质的量浓度的计算等有关知识。a步发生的化学反应:NaOH+CO2===NaHCO3,c步发生的化学反应:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。对于装置气密性的检验,要注意仪器的特点,可以一次检查A、B的气密性:用止水夹夹住B、C间的乳胶管;然后从漏斗中注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,过一会,观察漏斗内与锥形瓶中的液面差,若保持不变,说明装置不漏气;也可分别检查A、B的气密性:用弹簧夹夹住A、B间的乳胶管,先检查A的气密性:塞紧橡皮塞,从漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,停止加水后,漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变,说明装置不漏气。然后检查B的气密性:向烧杯中注入少量水,使导管口浸入水中,双手捂住广口瓶片刻后导管口有气泡冒出,松开手后,有少量水进入导管形成水住,说明装置不漏气。装置A能用于液体与固体或液体与液体反应,且不需要加热制取气体。此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为:1.44 g/mL×25 mL×40%÷40 g/mol÷0.050 L=7.2 mol/L。

答案:(1)HCO3+OH===CO32+H2O

(2)方法①:可一次检查A、B的气密性:用止水夹夹注B、C间的乳胶管;然后从漏斗中注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面。过一会,观察漏斗内与锥形瓶中的液面差,若保持不变,说明装置不漏气。

方法②:也可分别检查A、B的气密性:用弹簧夹夹住A、B间的乳胶管,先检查A的气密性;塞紧橡皮塞,从漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,停止加水后,漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变,说明装置不漏气。然后检查B的气密性:向烧杯中注入少量水,使导管口浸入水中,双手捂住广口瓶片刻后导管口有气泡冒出,松开手后,有少量水进入导管形成水柱,说明装置不漏气。

(3)饱和碳酸氢钠溶液 吸收HCl气体 (4)② (5)7.2 mol/L

 0  8069  8077  8083  8087  8093  8095  8099  8105  8107  8113  8119  8123  8125  8129  8135  8137  8143  8147  8149  8153  8155  8159  8161  8163  8164  8165  8167  8168  8169  8171  8173  8177  8179  8183  8185  8189  8195  8197  8203  8207  8209  8213  8219  8225  8227  8233  8237  8239  8245  8249  8255  8263  447348 

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