Question

2．某課外活動小組為探究CO₂與 NaOH溶液的反應(yīng)，甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計了下列三種實驗裝置，請回答下列問題：

（1）甲裝置中CO₂與NaOH溶液（過量）反應(yīng)的離子方程式CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）丙裝置中，旋開分液漏斗活塞，觀察到的實驗現(xiàn)象是當(dāng)NaOH溶液滴入錐形瓶之后，燒杯中的水倒吸入錐形瓶；
（3）甲、乙、丙同學(xué)設(shè)計的三個方案中，有一個方案在實際操作中安全性存在問題，該方案是乙；（填甲、乙或丙）
（4）區(qū)別Na₂CO₃和NaHCO₃中的陰離子，應(yīng)選用下列試劑中的哪種？②（填編號）
①Ba（OH）₂②BaCl₂③稀鹽酸
（5）實驗室中若需用b L CO₂ （標(biāo)準(zhǔn)狀況），現(xiàn)用含CaCO₃ a%石灰石與足量的鹽酸反應(yīng)，至少需要這種石灰石$\frac{10000b}{22.4a}$ g（用含a，b 的表達(dá)式）

Answer 1

分析 探究CO₂與過量的NaOH溶液確實發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，
（1）甲裝置中二氧化碳和過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
（2）氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)丙裝置中氣體壓強(qiáng)減小，燒杯中水倒吸到丙中；
（3）二氧化碳恒溫氫氧化鈉反應(yīng)，壓強(qiáng)減小，氣球增大可能會爆炸；
（4）依據(jù)碳酸根離子、碳酸氫根離子都和酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，碳酸鈉和碳酸氫鈉和氫氧化鋇溶液都會生成碳酸鋇白色沉淀，碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，碳酸氫鈉和氯化鋇不反應(yīng)；
（5）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中碳元素守恒計算應(yīng)用；

解答 解：（1）甲裝置中CO₂與過量的NaOH反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）丙裝置中滴入氫氧化鈉溶液，NaOH與CO₂反應(yīng)，導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)降低，在大氣壓的作用下，燒杯中的水倒吸入錐形瓶
故答案：當(dāng)NaOH溶液滴入錐形瓶之后，燒杯中的水倒吸入錐形瓶；
（3）甲、乙、丙同學(xué)設(shè)計的三個方案中，乙方案在實際操作中安全性存在問題，因為氫氧化鈉滴入和二氧化碳反應(yīng)后壓強(qiáng)減小，氣球會膨脹，有可能爆炸，
故答案為：乙； 
（4）①碳酸鈉和碳酸氫鈉與氫氧化鋇反應(yīng)都會生成碳酸鋇沉淀，碳酸鈉溶液中加入氫氧化鋇溶液反應(yīng)，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，氫氧化鋇溶液加入碳酸氫鈉溶液中反應(yīng)生成沉淀，Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-=BaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-，故①不符合；
②氯化鋇溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，碳酸氫鈉和氯化鋇溶液不發(fā)生反應(yīng)，故②符合；
③稀鹽酸和碳酸鈉、碳酸氫鈉都發(fā)生反應(yīng)分層二氧化碳?xì)怏w，不能檢驗陰離子，故③不符合；
故答案為：②；
（5）實驗室中若需用b L CO₂ （標(biāo)準(zhǔn)狀況），物質(zhì)的量=$\frac{bL}{22.4L/mol}$=$\frac{22.4}$mol，依據(jù)碳元素守恒得到，碳酸鈣物質(zhì)的量為$\frac{22.4}$mol，質(zhì)量=$\frac{22.4}$mol×100g/mol，現(xiàn)用含CaCO₃ a%石灰石與足量的鹽酸反應(yīng)，至少需要這種石灰石質(zhì)量=$\frac{\frac{100b}{22.4}}{a%}$g=$\frac{10000b}{22.4a}$g，
故答案為：$\frac{10000b}{22.4a}$；

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計和實驗方法的應(yīng)用，主要是二氧化碳和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)的產(chǎn)物實驗分析方案和實驗基本操作，裝置中的壓強(qiáng)變化是實驗裝置發(fā)生倒吸的原因，題目難度中等．