Question

5．在查閱資料時，小明得知CO₂在高溫條件下能與木炭反應生成CO．他決定對該反應進行探究．
【提出問題】CO₂與木炭在高溫條件下反應是否生成CO？
【實驗探究】小明設計了如圖的實驗方案，并進行實驗．

（1）A中用石灰石與稀鹽酸反應生成CO₂，反應的化學方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）B中裝有飽和碳酸氫鈉溶液，其作用是除去CO₂氣體中混有的少量HCl氣體．C中裝有濃硫酸，其作用是吸水作干燥劑．
（3）E中裝入氫氧化鈉溶液的作用是吸收多余的二氧化碳．
【實驗結論】經檢驗F處的氣體為CO．結論：CO₂在高溫條件下與木炭反應生成了CO．
【實驗反思】
（4）有同學對A裝置作如下改進：在錐形瓶中放入一小試管，將長頸漏斗下端插入小試管中．改進后的優點是可通過控制加酸的量，控制產生氣體的快慢；同時小試管中充滿鹽酸，可達到液封的作用．
【實驗拓展】
（5）撤去B，按A→C→D→E順序連接．然后A中用二氧化錳和過氧化氫溶液混合生成O₂，反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．此時要檢驗該實驗條件下D中木炭所發生反應的生成物，還需要補充和完善的實驗是在D、E之間增加一個裝有澄清石灰水的洗氣瓶，石灰水變渾濁，則說明有二氧化碳生成；再在F處點燃氣體，若產生藍色火焰，且在火焰上方罩一內壁涂有石灰水的燒杯，石灰水變渾濁，則證明有CO生成．

Answer 1

分析 （1）根據碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳書寫化學方程式；
（2）根據濃硫酸的吸水性分析；
（3）根據氫氧化鈉溶液的性質和氣體的成分分析；
（4）從控制反應物的量和增加裝置的氣密性進行分析，
（5）檢驗二氧化碳要用澄清石灰水，檢驗一氧化碳根據其燃燒后的生成物．

解答 解：（1）石灰石中的主要成分碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣，水和二氧化碳，反應的化學方程式為 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）C中裝有濃硫酸，濃硫酸有吸水性，故其作用是吸水作干燥劑．
（3）為了排除為反應的二氧化碳的干擾，E中裝入氫氧化鈉溶液的作用是吸收多余的二氧化碳．
（4）在錐形瓶中放入一小試管，將長頸漏斗下端插入小試管中，可通過控制加酸的量，控制產生氣體的快慢；同時小試管中充滿鹽酸，可達到液封的作用．
（5）二氧化錳和過氧化氫溶液混合生成O₂，反應的化學方程式為 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．碳和氧氣充分反應生成二氧化碳，不充分反應生成一氧化碳，此時要檢驗該實驗條件下D中木炭所發生反應的生成物，還需要補充和完善的實驗是 在D、E之間增加一個裝有澄清石灰水的洗氣瓶，石灰水變渾濁，則說明有二氧化碳生成；再在F處點燃氣體，若產生藍色火焰，且在火焰上方罩一內壁涂有石灰水的燒杯，石灰水變渾濁，則證明有CO生成
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
（2）吸水作干燥劑
（3）吸收多余的二氧化碳
（4）可通過控制加酸的量，控制產生氣體的快慢；同時小試管中充滿鹽酸，可達到液封的作用．
（5）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
②在D、E之間增加一個裝有澄清石灰水的洗氣瓶，石灰水變渾濁，則說明有二氧化碳生成；再在F處點燃氣體，若產生藍色火焰，且在火焰上方罩一內壁涂有石灰水的燒杯，石灰水變渾濁，則證明有CO生成．

點評 本實驗側重考查學生的觀察與思考能力，對碳以及碳的氧化物一些性質及氣體的檢驗方法進行了考查，屬于難度較大的題目．