Question

（2010?平頂山模擬）航天飛行器座艙內(nèi)空氣更新過程如下圖所示：
（1）Ⅱ是CO₂和H₂的反應(yīng)裝置，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2H₂+CO₂=2H₂O+C

．
（2）從裝置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出，O₂的來源是CO₂和H₂O，宇航員每天消耗28mol O₂，呼出23mol CO₂，則宇航員每天呼出的氣體中含H₂O

10

mol．
（3）以下是另一種將CO₂轉(zhuǎn)化為O₂的實驗設(shè)想：上述設(shè)想優(yōu)點是：①吸收航天器中宇航員排出的二氧化碳?xì)怏w同時產(chǎn)生氧氣以供呼吸；②

生成的Mg和Cl₂可以循環(huán)利用

．
（4）某同學(xué)根據(jù)Mg與CO₂反應(yīng)原理，推測鈉也應(yīng)能在CO₂中燃燒．為了確定其生成產(chǎn)物并進行實驗論證，請你參與以下研究過程．該同學(xué)按實驗要求，用下列裝置進行實驗（已知PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd），請完成下列問題：
①若裝置6中有黑色沉淀，裝置4中的殘留固體（只有一種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，則鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO

．
②若裝置6中溶液無明顯現(xiàn)象，裝置4中殘留固體（有兩種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，則鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C

．
③指導(dǎo)老師認(rèn)為，不僅要檢驗殘留固體中是否有碳酸鈉還要檢驗其中是否有氧化鈉和碳，當(dāng)確認(rèn)鈉充分反應(yīng)后，請你設(shè)計一個簡單實驗，驗證裝置4中得到的殘留固體中是否含有碳：

將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖示可知，反應(yīng)物為二氧化碳和氫氣，生成物為碳和水，以此書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)氧元素守恒計算，通過圖示可以看出這一更新過程中元素在整個變化中的質(zhì)量并沒有改變，則有呼出的氧元素的質(zhì)量等于消耗氧元素的質(zhì)量；
（3）②反應(yīng)后生成Mg和Cl₂可以循環(huán)利用；
（4）①由題意可知，裝置4中的殘留固體（只有一種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，說明生成碳酸鈉，裝置6中有黑色沉淀，說明PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd，所以反應(yīng)物為碳酸鈉和CO；
②裝置4中殘留固體（有兩種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，其中一種固體為碳酸鈉，另一種固體為C；
③根據(jù)C不溶于水分析．

解答：解：（1）依據(jù)圖示可知，反應(yīng)物為二氧化碳和氫氣，生成物為碳和水，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂+CO₂=2H₂O+C，
故答案為：2H₂+CO₂=2H₂O+C；
（2）根據(jù)氧元素守恒計算，通過圖示可以看出這一更新過程中元素在整個變化中的質(zhì)量并沒有改變，則有呼出的氧元素的質(zhì)量等于消耗氧元素的質(zhì)量，消耗氧氣的物質(zhì)的量為28mol，即n（O）=56mol，23molCO₂中含有n（O）=46mol，則需要水的物質(zhì)的量為56-46=10mol，故答案為：10；
（3）②另一種將CO₂轉(zhuǎn)化為O₂的實驗設(shè)想．將Mg條在CO₂中點燃生成MgO和C．加稀鹽酸MgO被溶解生成MgCl₂?6H₂O和H₂O．H₂O被Cl₂氧化生成HCl和O₂；MgCl₂?6H₂O在HCl存在下轉(zhuǎn)化為MgCl₂，最后電解MgCl₂制取Mg和Cl₂．可以循環(huán)利用，
故答案為：生成的Mg和Cl₂可以循環(huán)利用；
（4）①由題意可知，裝置4中的殘留固體（只有一種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，說明生成碳酸鈉，裝置6中有黑色沉淀，說明PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd，所以反應(yīng)物為碳酸鈉和CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO，故答案為：2Na+2CO₂=Na₂CO₃+CO；
②裝置4中殘留固體（有兩種物質(zhì)）加鹽酸有能使石灰水變渾濁的氣體放出，其中一種固體為碳酸鈉，另一種固體為C，反應(yīng)的方程式為4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C，故答案為：4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C；
③根據(jù)C不溶于水分析，將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C，
故答案為：將4中固體加足量水，有不溶黑色固體，則生成物中有C．

點評：該題聯(lián)系學(xué)生感興趣的實際新知識，有助于學(xué)生能力的考查，必須活學(xué)活用才能解好這類有新意的試題．