Question

【題目】某興趣小組用如圖 1 裝置進行實驗時發現：燒杯中飽和石灰水先變渾濁，后逐 漸澄清。

（1）寫出 B 裝置中飽和石灰水變渾濁的化學方程式____________。

（2）為探究“飽和石灰水渾濁后變澄清的原因”，該小組同學開展了如下活動：

（查閱文獻）①碳酸鈣（碳酸鈉等）與二氧化碳、水反應生成可溶于水的碳酸氫鈣（碳酸氫 鈉等）；

②AgCl 不溶于稀硝酸。

（提出假設）

假設 1：揮發出的 HCl 使渾濁變澄清；

假設 2：CO2 過量，使碳酸鈣沉淀轉化為可溶性的碳酸氫鈣。

（設計實驗）為檢驗并除去 CO2 中的 HCl，小華在圖 1 中 A、B 裝置之間增加圖 2 裝置，請 選擇合適試劑依次注入裝置 C、D 中，你的選擇是____________（填字母）。

A.AgNO3 溶液飽和 NaHCO3溶液 B.飽和 NaHCO3溶液 AgNO3 溶液

（實驗現象）飽和石灰水渾濁后，繼續通入經除雜處理的 CO2，沉淀完全溶解最終完全澄清。

（得出結論）由于 CO2過量，碳酸鈣沉淀轉化為可溶性的碳酸氫鈣，所以飽和石灰水先渾 濁后澄清。

（實驗拓展一）足量 CO2 與 NaOH 溶液的反應情況探究

已知 20℃時部分物質的溶解度數據。

（3）20℃時向一定質量溶質質量分數為 10％的氫氧化鈉溶液中持續通入 CO2 直至過量，先生成 Na2CO3，再轉化為 NaHCO3，總的反應方程式為 CO2+NaOH = NaHCO3，觀察到 有白色沉淀生成，根據溶解度數據判斷，該白色沉淀是____________ (填名稱)

（4）根據化學方程式 CO2+NaOH = NaHCO3 計算：理論上吸收 4.4g CO2，需溶質質量分數 為 10％的氫氧化鈉溶液的質量至少為多少克? (寫出完整計算過程)____________

（5）同學們為了完成上述實驗，需要將實驗室現有的 50g 溶質質量分數為 40％的 NaOH 溶液配制成該溶質質量分數為10％的 NaOH 溶液，稀釋過程中，需要用量筒取水____________ mL(水的密度可看作為 1g/cm3)。

（實驗拓展二）CO2性質的再探究 二氧化碳的用途之一是滅火，但當鈉燃燒時，二氧化碳不僅不能滅火，反而會使燃燒更加劇烈。

（查閱資料）鈉燃燒會生成過氧化鈉(Na2O2)，過氧化鈉是一種淡黃色固體，常溫下與二氧 化碳或水都能發生反應。

（提出問題）為什么燃燒會更加劇烈?二氧化碳和過氧化鈉反應生成了什么物質?

（實驗探究）將上述二氧化碳發生裝置與圖 3 相連接，過一段時間后，G 燒杯中飽和的澄清石灰水變渾濁，a處帶火星的小木條復燃。

（實驗分析）裝置 F 的作用是____________。G燒杯中飽和的澄清石灰水變渾濁的原因是______。

（實驗結論）二氧化碳和過氧化鈉反應生成氧氣能使燃燒更加劇烈。結合所學知識得出CO2與 Na2O2 反應的生成物為____________ (填字母)

a.Na2O 和 O2 b.NaOH 和 O2 c.Na2CO3 和 O2 d. NaHCO3 和 O2

Answer 1

【答案】CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O A 碳酸氫鈉 40g 150 吸收裝置中帶出的水蒸氣，干燥二氧化碳 二氧化碳與過氧化鈉反應放熱，溫度升高，氫氧化鈣的溶解度降低 C

【解析】

（1）二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

[設計實驗]

（2）為檢驗并除去 CO2 中的HCl，應先將氣體通入AgNO3溶液，HCl和AgNO3 溶液反應若有白色沉淀產生則含HCl，再將氣體通入飽和NaHCO3溶液中檢驗HCl是否除盡，故選：A；

[實驗拓展一] （3）根據表格中的數據，氫氧化鈉的溶解度大于碳酸氫鈉，往氫氧化鈉溶液中持續通入 CO2 直至過量，先生成 Na2CO3，再轉化為 NaHCO3，當碳酸氫鈉溶液達到飽和時，碳酸氫鈉會析出，因此白色沉淀為碳酸氫鈉，故填：碳酸氫鈉；

（4）設吸收 4.4g CO2，需溶質質量分數 為 10％的氫氧化鈉溶液的質量為x。

x=4g

碳酸鈉溶液的質量為

故填：40g

（5）根據溶液稀釋前后，溶質質量不變，設需要水的質量為y。則 ，y=150g，所以，故填：150；

[實驗分析]

常溫下過氧化鈉與水能發生反應，濃硫酸具有吸水性，可以除去二氧化碳中的水蒸氣，防止過氧化鈉與水反應，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，澄清石灰水變渾濁，說明過氧化鈉與二氧化碳反應放熱，故填：吸收裝置中帶出的水蒸氣，干燥二氧化碳；二氧化碳與過氧化鈉反應放熱，溫度升高，氫氧化鈣的溶解度降低；

[實驗結論]

根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變，反應前有碳、氫、鈉、氧四種元素，反應后生產了氧氣，則另一生成物為碳酸鈉，故選：C。