题目内容

17．纯碱、烧碱等是重要的化工原料．
（1）利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应．将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是水沿导管由广口瓶进入烧瓶（或：水倒吸进入烧瓶），反应的离子方程式是2OH-+CO2=CO32-+H2O（或CO2+OH-=HCO3-）．若其它操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是广口瓶中的长导管口有气泡产生．
（2）向100mL2mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2，结晶，得到9.3g白色固体，该白色固体的组成是NaOH和Na2CO3（写化学式）．
设计实验确认该白色固体中存在的阴离子，试完成下列方案．
实验操作实验现象结论
①取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液
产生白色沉淀
有CO32-
②过滤，取2mL滤液于试管中
③滴加酚酞溶液变红有OH-
（3）在标况下，将4.48L CO2气体通入300mL 1mol/L 的NaOH的稀溶液中，写出该反应的离子方程式（用一个离子方程式表示）2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O．

分析 （1）CO2与NaOH反应生成Na2CO3，烧瓶内压强减小分析判断出现的现象；
（2）先根据钠原子守恒，通过极值法确定白色固体的组成；根据题中所给试剂，要首先利用中性溶液BaCl2检验出碳酸钠，并将碳酸根离子全部沉淀，再通过检验溶于的pH来确定是否含有NaOH；
（3）计算出二氧化碳、氢氧化钠的物质的量，根据反应：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3计算最终生成碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量，然后写出反应的离子方程式．

解答 解：（1）将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，二氧化碳与烧碱溶液发生了反应，引起压强减小，导致水沿导管由广口瓶进入烧瓶，反应的离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O（或OH-+CO2=HCO3-），若其它操作不变，若将A与C连接，外界气体进入进入集气瓶，可观察到的现象是广口瓶中的长导管口有气泡产生，
故答案为：水沿导管由广口瓶进入烧瓶（或：水倒吸进入烧瓶）；2OH-+CO2=CO32-+H2O（或CO2+OH-=HCO3-）；广口瓶中的长导管口有气泡产生；
（2）100mL 2mol/L的NaOH溶液中通入一定量CO2，结晶，得到9.3g白色固体，氢氧化钠的物质的量为：2mol/L×0.1L=0.2mol，如果生成全部为碳酸钠，则碳酸钠的质量为：106g/mol×0.2mol×$\frac{1}{2}$=10.6g，若全部为碳酸氢钠，则碳酸氢钠的质量为：84g/mol×0.2mol=16.8g，说明氢氧化钠过量，白色固体为NaOH和碳酸氢钠的混合物；可以用氯化钡（或氯化钙）溶液检验碳酸钠的存在，用无色酚酞检验氢氧化钠的存在，方法为：①取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有碳酸根离子；②过滤，取2mL滤液于试管中，③滴加酚酞，溶液变红，则说明溶液中含有OH-，
故答案为：NaOH和Na2CO3； 

实验操作实验现象结论
①取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液
产生白色沉淀
有CO32- 
②过滤，取2mL滤液于试管中
③滴加酚酞溶液变红有OH- 
（3）二氧化碳与氢氧化钠会发生反应：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，4.48L（已折算为标准状况）二氧化碳的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，NaOH的物质的量=0.3L×1mol/L=0.3mol，0.3molNaOH与0.15mol二氧化碳反应生成0.15mol碳酸钠，剩余的0.05mol二氧化碳能够与0.05mol碳酸钠反应生成0.1mol碳酸氢钠，则最终生成了0.1mol碳酸钠、0.1mol碳酸氢钠，则CO2、OH-、CO32-、HCO3-的物质的量之比为2：3：1：1，则反应的离子方程式为：2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O，
故答案为：2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O．

点评 本题考查实验装置的综合应用，题目难度中等，试题考查较为综合，以物质的制备实验为载体，综合考查实验的设计、离子方程式书写等知识，注意根据物质的性质设计实验方案．

练习册系列答案
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7．下列物质中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是（　　）
①Ca（HCO3）2②Al（OH）3③NaAlO2④（NH4）2CO3   ⑤Al．
A．①④B．②③⑤C．①②④⑤D．全部
8．CMA（醋酸钙、醋酸镁固体的混合物）是高速公路的绿色融雪剂．以生物质废液--木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等杂质）及白云石（主要成分MgCO3•CaCO3，含SiO2等杂质）等为原料生产CMA的实验流程如图1：

（1）步骤①发生的反应离子方程式为MgCO3•CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O．
（2）步骤②所得滤渣1的主要成分为SiO2（写化学式）；步骤②所得滤液常呈褐色，颜色除与木醋液中含有少量的有色的焦油有关外，产生颜色的另一主要原因是实验过程中苯酚被空气中氧气氧化最终产生褐色物质．
（3）已知CMA中钙、镁的物质的量之比与出水率（与融雪效果成正比）关系如图2所示，步骤④的目的除调节n（Ca）：n（Mg）约为3：7（选填：1：2；3：7；2：3）外，另一目的是除去过量的乙酸．
（4）步骤⑥包含的操作有蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥．
（5）碳酸镁和碳酸钙与醋酸也可以恰好完全反应得到的混合物制融雪剂，下列有关说法错误的是D
A．该融雪剂中的醋酸钙、醋酸镁均是离子化合物
B．该融雪剂还可用于除去煤燃烧产生的二氧化硫
C．该融雪剂的水溶液显碱性
D．生产该融雪剂所需碳酸盐与醋酸的物质的量之比为1：1．
5．重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放．
Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如下流程处理：

注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见表．
氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Al（OH）3Cr（OH）3
pH3.79.611.189（＞9溶解）
Ⅰ．（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是A（填序号）．
A．Na2O2      B．HNO3      C．FeCl3      D．KMnO4
（2）加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是AB；（填下列选项）已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaR-→MRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子是CD．（填下列选项）
A．Fe3+          B． Al3+        C．Ca2+         D．Mg2+
（3）还原过程中，每消耗0.8mol Cr2O72-转移4.8mol e-，该反应离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O．
Ⅱ．酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水：该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．
（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？不能（填“能”或“不能”），理由是因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态．
（2）电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O．
（3）常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=1×10-32，溶液的pH应为5时才能使c（Cr3+）降至10-5 mol•L-1．
12．分类是学习和研究化学的一种重要方法．下列分类不合理的是（　　）
A．Na2O、Na2O2都属于氧化物B．H2SO4、CH3COOH都属于酸
C．烧碱、纯碱都属于碱D．Na2CO3、NaHCO3都属于盐
2．将下列性质的代号，填入各小题后面对应的括号中：
A．脱水性；  B．强酸性；  C．难挥发性；  D．氧化性；  E．吸水性
（1）在稀硫酸中放入铝片就产生H2．B
（2）浓硫酸敞口久置会增重．E
（3）把浓H2SO4滴在纸上，纸变黑．A
（4）用稀硫酸清洗金属表面的氧化物．B
（5）把木炭放入热的浓硫酸中时，有气体放出．D
（6）在常温下可以用铁、铝制容器盛装冷的浓硫酸．D．
9．丁晴橡胶具有优良的耐油、耐高温性能，则合成丁晴橡胶的单体种类和化学反应所属类型分别是（　　）
A．1种   加聚反应B．2种   缩聚反应C．2种   加聚反应D．3种   缩聚反应
4．为了更好地表示溶液地酸碱性，科学家提出了酸度（AG）的概念，AG=lg$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$，则下列叙述正确的是（　　）
A．中性溶液AG=0
B．常温下0.1mol/L氢氧化钠溶液的AG=12
C．酸性溶液AG＜0
D．常温下0.1mol/L的盐酸溶液的AG=13
5．设NA为阿佛加德罗常数的值，下列说法不正确的是（　　）
A．常温常压下，1mol氦气含有的原子数为NA
B．常温常压下，8g甲烷中含有的电子数为5NA
C．22 g CO2 与标准状况下11.2 L O2含有相同分子数
D．标准状况下，11.2L四氯化碳所含分子数 0.5NA

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