Question

【題目】某學習小組通過查閱資料得知,CO2與Na2O2的反應需要在一定量水蒸氣存在的條件下才能進行,于是他們設計了如圖所示的裝置對此問題進行探究,同時驗證Na2O2與CO2反應的氣體產物。

（1）寫出裝置A中有關反應的離子方程式:_________________,裝置B中的試劑是____,裝置E的作用是_____________。

（2）U形管C中的試劑是____。若要求根據裝置D中的現象來確定CO2與Na2O2之間的反應是否需要在潮濕的條件下才能進行,對兩個止水夾的操作方式為先打開K1,關閉K2，D中無明顯現象；當打開K2，關閉K1，D中的現象為 ______________,則說明反應需要在潮濕條件下進行。

（3）檢驗氣體產物的方法:用玻璃片在水里蓋住集氣瓶口,將集氣瓶從水中取出,正放在實驗臺上,_______________。

（4）有人認為,經過較長時間反應后,裝置D中生成的物質只有Na2CO3而沒有NaOH。請設計一個方案證明此結論是正確的:______________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O飽和碳酸氫鈉溶液防止后續裝置中的水蒸氣進入D中干擾實驗無水氯化鈣D中淡黃色固體變為白色移去玻璃片,將帶火星的木條伸入集氣瓶,若木條復燃,證明氣體產物是氧氣取少量裝置D中固體溶于水,加入足量的BaCl2(或CaCl2)溶液,靜置,用pH試紙測得上層清液的pH=7

【解析】

在裝置A中，碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳，二氧化碳通過盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，除去雜質HCl，通過干燥管C進行干燥，或者不通過干燥管C直接進入盛有過氧化鈉的D中，E中盛有的濃硫酸可以防止后續裝置中的水蒸氣進入D中干擾實驗，用氫氧化鋇溶液吸收多余的二氧化碳，最后用排水法收集氧氣。

（1）.在裝置A中，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，裝置B的作用是吸收二氧化碳中的雜質HCl，所以B中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，因氫氧化鋇溶液中的水蒸氣會進入D中干擾實驗，所以裝置E中盛有濃硫酸，作用是防止后續裝置中的水蒸氣進入D中干擾實驗，故答案為：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；飽和碳酸氫鈉溶液；防止后續裝置中的水蒸氣進入D中干擾實驗；

（2）.由上述分析可知，U型管C的作用是干燥二氧化碳，所以C中的試劑是無水氯化鈣，先打開K1、關閉K2，二氧化碳先進入U型管C中干燥，再進入D中，此時D中無明顯現象，當打開K2，關閉K1，二氧化碳直接進入D中，D中過氧化鈉固體的顏色由淡黃色變為白色，則說明反應需要在潮濕條件下進行，故答案為：無水氯化鈣；D中淡黃色固體變為白色；

（3）.該反應的氣體產物為氧氣，檢驗氧氣的方法是：用玻璃片在水里蓋住集氣瓶口，將集氣瓶從水中取出，正放在實驗臺上，移去玻璃片，將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復燃，證明氣體產物是氧氣，故答案為：移去玻璃片，將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復燃，證明氣體產物是氧氣；

（4）.因Na2CO3和NaOH均會使溶液呈堿性，所以不能直接用酸堿指示劑或pH試紙檢驗，可以先將固體溶于水，再加入足量的BaCl2(或CaCl2)溶液，使碳酸根離子完全沉淀，靜置，用pH試紙測得上層清液的pH=7，即可證明裝置D中生成的物質只有Na2CO3而沒有NaOH，故答案為：取少量裝置D中固體溶于水，加入足量的BaCl2(或CaCl2)溶液，靜置，用pH試紙測得上層清液的pH=7。