Question

用如圖的裝置分離CO₂和CO的混合氣體并測定其中CO₂的體積分數，圖中的a，b，c，d均為活塞，可以控制氣體的通過和液體的加入．請選擇適宜的試劑完成實驗．

供選用的試劑有：①稀硫酸；②澄清的石灰水；③氫氧化鈉溶液（試劑均足量）．
實驗分以下兩步進行：
（1）關閉b，c，打開a，d通入混合氣體．則甲中發(fā)生反應的化學方程式為：

 

．若乙裝置中的現象是

 

，說明甲裝置中反應是充分的．（注：假設裝置中的該氣體全部被回收）丙裝置中用充滿水的倒立量筒收集氣體，若通入500mL混合氣體，量筒中就會收集到200mL氣體，則混合氣體中CO₂的體積分數為

 

；如果某同學在讀取圖中量筒數據時俯視讀數，則所讀取的氣體體積會

 

200mL（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）關閉a，d，打開b，c，讓分液漏斗中試劑緩緩流下即可產生另一種氣體．則該反應的化學方程式為

 

，收集該氣體應該使用

 

法．

Answer 1

考點：混合物的分離方法,測量容器-量筒,二氧化碳的化學性質,酸的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質的分離和提純

分析：（1）根據物質的性質差異進行混合物的分離，首先將二氧化碳轉化成其他的物質，分離得到一氧化碳，然后再利用物質間的反應，重新生成二氧化碳．應先用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，讓一氧化碳用排水收集．然后再用稀硫酸和生成的碳酸鈉反應，再生成二氧化碳，從而達到分離一氧化碳和二氧化碳的目的；
（2）根據二氧化碳的密度大于空氣的密度且二氧化碳能溶于水進行解答

解答：解：
（1）分離一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，首先分離得到一氧化碳，此時打開活塞a、d，關閉活塞b、c，用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，轉化生成碳酸鈉，發(fā)生反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；然后使用澄清的石灰水檢驗二氧化碳是否被完全吸收，若乙裝置中的現象是澄清石灰水不變渾濁，說明甲裝置中反應是充分的，丙裝置中用充滿水的倒立量筒收集一氧化碳氣體，若通入500ml混合氣體，量筒中就會收集到200ml氣體，則混合氣體中CO₂的體積為300ml，所以混合氣體中CO₂的體積分數=

300mL

500mL

×100%=60%，如果某同學在讀取圖中量筒數據時俯視讀數，因為現在俯視讀數的是倒立的量筒，所以讀取的氣體體積會偏��；故填：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；澄清石灰水不變渾濁；60%；＜；
（2）再用稀硫酸和生成的碳酸鈉反應，再生成二氧化碳，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，從而達到分離一氧化碳和二氧化碳的目的，二氧化碳的密度大于空氣的密度且二氧化碳能溶于水，所以收集用向上排空氣法．故填：向上排空氣．
答案：
（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；澄清石灰水不變渾濁；60%；＜；
（2）Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，向上排空氣

點評：本題主要考查了常見混合氣體的分離，完成此題，可以依據物質的性質差異進行，要求同學們熟練掌握常見物質的性質，以便靈活應用．