题目内容

18．如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图（夹持仪器略）．

（1）B装置可除去A装置中可能挥发出的HCl，反应的离子方程式为HCO3-+H+═H2O+CO2↑．
（2）C装置为O2的发生装置，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑．
（3）D装置可除去C装置中未反应的CO2，反应的离子方程式为2OH-+CO2═CO32-++H2O．
（4）C装置中固体由淡黄色完全变为白色，检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水，向溶液中滴入过量CaCl2或BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则证明固体中含有Na2CO3；过滤，向滤液中滴入几滴酚酞试液，若溶液变红且不褪色，则证明固体中含有NaOH．

分析 实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理：A装置：稀盐酸和大理石制取二氧化碳，B装置：用饱和的碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，C装置：二氧化碳、水分别和过氧化钠反应2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，D装置：用氢氧化钠吸收未反应的二氧化碳，E装置：用排水法收集制得的氧气．
（1）盐酸具有挥发性，石灰石和盐酸反应是放热反应，所以生成的二氧化碳中含有氯化氢，为了制取纯净的二氧化碳，应该用饱和的碳酸氢钠溶液除去氯化氢；
（2）C装置：二氧化碳、水分别和过氧化钠反应生成氧气；
（3）D装置可除去C装置中未反应的二氧化碳，氢氧化钠和酸性氧化物生成盐和水；
（4）C装置中固体由淡黄色完全变为白色为碳酸钙钠，依据碳酸根离子和氯化钡、或氯化钙溶液反应生成或碳酸钙、碳酸钡白色沉淀验证碳酸根离子的存在，过滤，向滤液中滴入几滴酚酞试液，若溶液变红且不褪色，则证明固体中含有碱．

解答 解：（1）A装置：稀盐酸和大理石制取二氧化碳盐酸具有挥发性，石灰石和盐酸反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，该反应是放热反应，所以生成的二氧化碳中含有氯化氢，为了制取纯净的二氧化碳，应该用饱和的碳酸氢钠溶液除去氯化氢，氯化氢和碳酸氢钠反应能生成二氧化碳，不仅除去氯化氢还能增加二氧化碳的量，所以用碳酸氢钠溶液除去氯化氢，反应为：HCO3-+H+═H2O+CO2↑，
故答案为：HCl； HCO3-+H+═H2O+CO2↑；
（2）A装置制得的二氧化碳能够与过氧化钠反应产生氧气，反应为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，从B中出来的气体含有水蒸气，水蒸气能够与过氧化钠反应产生氧气，反应为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，
故答案为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑；
（3）C装置：二氧化碳、水分别和过氧化钠反应，通过D装置有未反应的二氧化碳，氢氧化钠和酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应为：2OH-+CO2═CO32-++H2O，
故答案为：CO2；2OH-+CO2═CO32-++H2O；
（4）C装置中固体由淡黄色Na2O2完全变为白色为碳酸钙钠，反应为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，检验固体成分实际为检验碳酸根离子，可用氯化钡、或氯化钙溶液与碳酸根离子反应生成或碳酸钙、碳酸钡白色沉淀验证碳酸根离子的存在，过滤沉淀，向滤液中滴入几滴酚酞试液，若溶液变红且不褪色，则证明固体中含有氢氧化钠，说明发生2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，
故答案为：CaCl2或BaCl2；Na2CO3；溶液变红；NaOH．

点评 本题为探究二氧化碳、水与过氧化钠反应实验题，侧重考查除杂、产物的检验，熟悉反应的原理和常见仪器的用途是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．下列属于等电子体的是 （　　）
A．N2O和CO2B．O3和NO2C．CH4和NH3D．OH-和NH2
9．中国是世界炼锌的发源地，宋应星著于明崇祯十年（1637年）的《天工开物》一书则是最早记述炼锌技术的典籍．回答下列问题：
Ⅰ．《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石（碳酸锌）十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅（金属锌）也．”
（1）该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．
Ⅱ．目前，工业上主要采用“湿法炼锌”．以闪锌矿（主要成分为 ZnS，含有FeS等杂质）为原料冶炼锌的工艺流程如图所示．

（2）闪锌矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的成分的化学式为ZnO、Fe2O3．
（3）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸的名称是硫酸．工业上常采用“针铁矿法”净化浸出液，在80～100℃，Fe3+浓度低于1g/L，调节浸出液的pH在3～5之间，溶液中的铁可以呈针铁矿（FeOOH）的形式析出．
（4）浸出液的Fe3+浓度较高，应先加入SO2或ZnS将其中的Fe3+还原为Fe2+，再以ZnO调节酸度，在空气缓慢氧化得 
Fe3+，最后Fe3+ 转化成针铁矿沉淀．Fe2+沉淀过程的总离子方程式为4Fe2++O2+4ZnO+2H2O=4FeOOH+4Zn2+．
（5）电解沉积锌是以Pb-Ag合金惰性电极作阳极、纯铝板作阴极，通以直流电，在阴极上析出金属锌，电解过程的化学反应方程式为2ZnSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Zn+2H2SO4+O2↑．
6．不同浓度的硫酸与锌反应时，硫酸可以被还原为SO2，也可被还原为氢气．为了验证这一事实，某同学拟用如图装置进行实验（实验时压强为10lkPa，温度为0℃）．

（1）若在烧瓶中放入1.30g锌粒，与c mol/L H2SO4反应，为保证实验结论的可靠，量气管的适宜规   格是C（以序号作答）．
A．200mL       B．400mL      C．500mL
（2）若1.30g锌粒完全溶解，氢氧化钠洗气瓶增重l．28g，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为：Zn+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO4+SO2↑+2H2O．
（3）若烧瓶中投入a g锌且完全反应，氢氧化钠洗气瓶增重b g．量气瓶中收集到VmL气体，请写出a、b、v的代数关系式：$\frac{ag}{65g/mol}$=$\frac{bg}{64g/mol}$+$\frac{VL}{22.4mL/mol}$：
（4）若在烧瓶中投入d g锌，加入一定量的c mol/L 浓硫酸V L，充分反 应后锌有剩余，测得氢氧化钠洗气瓶增重mg，则整个实验过程产生的气体中，$\frac{n（{H}_{2}）}{n（S{O}_{2}）}$=$\frac{64cV-2m}{m}$（用含字母的代数式表示）．若撤走盛有无水氯化钙的U型管，$\frac{n（{H}_{2}）}{n（S{O}_{2}）}$的数值将偏小（填偏大、偏小或无影响）．
（5）反应结束后，为了准确地测量气体体积，量气管在读数时应注意：
①待冷却至室温才开始读数②读数前使量气管左右液面相平③视线与量气管中液面的凹液面最低点在同一水平面．
13．下列各组物质，互称为同系物的一组是（　　）
A．O2和O3B．CH3CH3和CH3CH2CH2CH3
C．H和DD．正丁烷和异丁烷
3．实验室通常用如图所示的装置来制取氨气．
回答下列问题：
（1）制取氨气时反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2H2O+2NH3↑．
（2）收集氨气时必须使用干燥的集气装置的原因是氨气极易溶于水．
（3）下列操作不能用于检验NH3的是C．
A．气体使湿润的酚酞试纸变红
B．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C．气体与蘸有浓H2SO4的玻璃棒靠近
D．气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近
（4）除氨气外，还可以用该装置制取的常见气体是氧气．
10．下列各项在化学反应中一定发生变化的是（　　）
A．元素种类B．原子数目C．化学键D．原子核
5．A、B、C、D四种元素，原子序数依次增大，A原子的最外层上有4个电子；B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E，D的L层 电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和．
（1）A在元素周期表中的位置为第二周期IVA族，B元素符号为O，
（2）C的简单离子结构示意图为，
（3）B、C形成的简单离子半径由大到小顺序为O2-＞Na+，
（4）写出A、B的化合物与E反应的化学方程式：2Na2O2+CO2=2Na2CO3+O2．
（5）写出D元素的最高价氧化物的水化物和A的单质反应的化学方程式：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O．
6．某元素X，它的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X在周期表中位于（　　）
①第二周期    ②第三周期   ③ⅣA族   ④ⅤA族．
A．①③B．②③C．②④D．①④

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