Question

5．在查阅资料时，小明得知CO₂在高温条件下能与木炭反应生成CO．他决定对该反应进行探究．
【提出问题】CO₂与木炭在高温条件下反应是否生成CO？
【实验探究】小明设计了如图的实验方案，并进行实验．

（1）A中用石灰石与稀盐酸反应生成CO₂，反应的化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）B中装有饱和碳酸氢钠溶液，其作用是除去CO₂气体中混有的少量HCl气体．C中装有浓硫酸，其作用是吸水作干燥剂．
（3）E中装入氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的二氧化碳．
【实验结论】经检验F处的气体为CO．结论：CO₂在高温条件下与木炭反应生成了CO．
【实验反思】
（4）有同学对A装置作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中．改进后的优点是可通过控制加酸的量，控制产生气体的快慢；同时小试管中充满盐酸，可达到液封的作用．
【实验拓展】
（5）撤去B，按A→C→D→E顺序连接．然后A中用二氧化锰和过氧化氢溶液混合生成O₂，反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．此时要检验该实验条件下D中木炭所发生反应的生成物，还需要补充和完善的实验是在D、E之间增加一个装有澄清石灰水的洗气瓶，石灰水变浑浊，则说明有二氧化碳生成；再在F处点燃气体，若产生蓝色火焰，且在火焰上方罩一内壁涂有石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，则证明有CO生成．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳书写化学方程式；
（2）根据浓硫酸的吸水性分析；
（3）根据氢氧化钠溶液的性质和气体的成分分析；
（4）从控制反应物的量和增加装置的气密性进行分析，
（5）检验二氧化碳要用澄清石灰水，检验一氧化碳根据其燃烧后的生成物．

解答 解：（1）石灰石中的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙，水和二氧化碳，反应的化学方程式为 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）C中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，故其作用是吸水作干燥剂．
（3）为了排除为反应的二氧化碳的干扰，E中装入氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的二氧化碳．
（4）在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，可通过控制加酸的量，控制产生气体的快慢；同时小试管中充满盐酸，可达到液封的作用．
（5）二氧化锰和过氧化氢溶液混合生成O₂，反应的化学方程式为 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．碳和氧气充分反应生成二氧化碳，不充分反应生成一氧化碳，此时要检验该实验条件下D中木炭所发生反应的生成物，还需要补充和完善的实验是 在D、E之间增加一个装有澄清石灰水的洗气瓶，石灰水变浑浊，则说明有二氧化碳生成；再在F处点燃气体，若产生蓝色火焰，且在火焰上方罩一内壁涂有石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，则证明有CO生成
故答案为：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
（2）吸水作干燥剂
（3）吸收多余的二氧化碳
（4）可通过控制加酸的量，控制产生气体的快慢；同时小试管中充满盐酸，可达到液封的作用．
（5）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
②在D、E之间增加一个装有澄清石灰水的洗气瓶，石灰水变浑浊，则说明有二氧化碳生成；再在F处点燃气体，若产生蓝色火焰，且在火焰上方罩一内壁涂有石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，则证明有CO生成．

点评 本实验侧重考查学生的观察与思考能力，对碳以及碳的氧化物一些性质及气体的检验方法进行了考查，属于难度较大的题目．