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(lái)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(shí)驗(yàn)設(shè)想：上述設(shè)想優(yōu)點(diǎn)是：①吸收航天器中宇航員排出的二氧化碳?xì)怏w同時(shí)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(cè)鈉也應(yīng)能在CO₂中燃燒．為了確定其生成產(chǎn)物并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，請(qǐng)你參與以下研究過程．該同學(xué)按實(shí)驗(yàn)要求，用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（已知PdCl₂溶液能被CO還原得到黑色的Pd），請(qǐng)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(wú)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(yàn)殘留固體中是否有碳酸鈉還要檢驗(yàn)其中是否有氧化鈉和碳，當(dāng)確認(rèn)鈉充分反應(yīng)后，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)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(jì)算，通過圖示可以看出這一更新過程中元素在整個(gè)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(jì)算，通過圖示可以看出這一更新過程中元素在整個(gè)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(shí)驗(yàn)設(shè)想．將Mg條在CO₂中點(diǎn)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(diǎn)評(píng)：該題聯(lián)系學(xué)生感興趣的實(shí)際新知識(shí)，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．