Question

航天飛行器座艙內空氣更新過程如下圖所示：
（1）Ⅱ是CO₂和H₂的反應裝置，該反應的化學方程式為______．
（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______mol．
（3）以下是另一種將CO₂轉化為O₂的實驗設想：上述設想優(yōu)點是：①吸收航天器中宇航員排出的二氧化碳氣體同時產生氧氣以供呼吸；②______．
（4）某同學根據Mg與CO₂反應原理，推測鈉也應能在CO₂中燃燒．為了確定其生成產物并進行實驗論證，請你參與以下研究過程．該同學按實驗要求，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）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的化學方程式為：______．
②若裝置6中溶液無明顯現象，裝置4中殘留固體（有兩種物質）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的化學方程式為：______．
③指導老師認為，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，當確認鈉充分反應后，請你設計一個簡單實驗，驗證裝置4中得到的殘留固體中是否含有碳：______．

Answer 1

解：（1）依據圖示可知，反應物為二氧化碳和氫氣，生成物為碳和水，故反應的化學方程式為2H₂+CO₂=2H₂O+C，
故答案為：2H₂+CO₂=2H₂O+C；
（2）根據氧元素守恒計算，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量并沒有改變，則有呼出的氧元素的質量等于消耗氧元素的質量，消耗氧氣的物質的量為28mol，即n（O）=56mol，23molCO₂中含有n（O）=46mol，則需要水的物質的量為56-46=10mol，故答案為：10；
（3）②另一種將CO₂轉化為O₂的實驗設想．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）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，所以反應物為碳酸鈉和CO，反應的化學方程式為
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）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，反應的方程式為4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C，故答案為：4Na+3CO₂=2Na₂CO₃+C；
③根據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．
分析：（1）依據圖示可知，反應物為二氧化碳和氫氣，生成物為碳和水，以此書寫化學方程式；
（2）根據氧元素守恒計算，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量并沒有改變，則有呼出的氧元素的質量等于消耗氧元素的質量；
（3）②反應后生成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）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，所以反應物為碳酸鈉和CO；
②裝置4中殘留固體（有兩種物質）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C不溶于水分析．
點評：該題聯系學生感興趣的實際新知識，有助于學生能力的考查，必須活學活用才能解好這類有新意的試題．