Question

某课外活动小组为探究CO₂与过量的NaOH溶液确实发生了化学反应，甲、乙、丙三位同学设计了下列三种实验装置，请回答下列问题：

（1）甲装置中CO₂与过量的NaOH反应的离子方程式______．
（2）丙装置实验现象是______，解释产生该实验现象的原因______．
（3）甲、乙、丙同学设计的三个方案中，有一个方案在实际操作中安全性存在问题，该方案是______ （填甲、乙或丙），原因是______．
（4）请设计一个实验检验生成的产物Na₂CO₃中的阴离子．（简述操作步骤、所用试剂、实验现象和结论．）
（5）实验室中若需用44.8L（标准状态）CO₂，现用含CaCO₃90%石灰石与足量的盐酸反应，至少需要这种石灰石______g（结果保留一位小数）．

Answer 1

解：（1）甲装置中CO₂与过量的NaOH反应生成碳酸钠和水，反应的离子方程式为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）丙装置中滴入氢氧化钠溶液和二氧化碳气体反应，丙内压强减小，烧杯中水会倒吸到锥形瓶，
故答案：当NaOH溶液滴入锥形瓶之后，烧杯中的水倒吸入锥形瓶；NaOH与CO₂反应，导致锥形瓶内压强降低，在大气压的作用下，烧杯中的水倒吸入锥形瓶；
（3）甲、乙、丙同学设计的三个方案中，乙方案在实际操作中安全性存在问题，因为氢氧化钠滴入和二氧化碳反应后压强减小，气球会膨胀，有可能爆炸，
故答案为：乙；NaOH与CO₂反应，锥形瓶内压强降低，在大气压的作用下，气球胀大，可能会发生爆炸；
（4）碳酸钠可以利用加入盐酸生成额一氧化碳气体的现象分析，操作步骤为：取少量生成物的溶液于试管，加入盐酸，生成无色无味的气体，则溶液中含有CO₃^2-；
故答案为：取少量生成物的溶液于试管，加入盐酸，生成无色无味的气体，则溶液中含有CO₃^2-；
（5）实验室中若需用44.8L（标准状态）CO₂，物质的量为2mol，依据碳元素守恒得到，碳酸钙物质的量为2mol，质量为200g；现用含CaCO₃90%石灰石与足量的盐酸反应，至少需要这种石灰石质量==222.2g；
故答案为：222.2；
分析：探究CO₂与过量的NaOH溶液确实发生了化学反应，
（1）甲装置中二氧化碳和过量氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；
（2）氢氧化钠溶液和二氧化碳反应丙装置中气体压强减小，烧杯中水倒吸到丙中；
（3）二氧化碳恒温氢氧化钠反应，压强减小，气球增大可能会爆炸；
（4）依据碳酸根离子和酸反应生成二氧化碳气体的现象分析，需要注意实验操作步骤的叙述；
（5）依据化学反应中碳元素守恒计算应用；
点评：本题考查了物质性质的实验设计和实验方法的应用，主要是二氧化碳和氢氧化钠溶液的反应的产物实验分析方案和实验基本操作，装置中的压强变化是实验装置发生倒吸的原因，题目难度中等．