Question

6．二氧化碳又名碳酸氣，具有較高的民用和工業價值，在多種領域有著廣泛的應用．目前，二氧化碳在棚菜氣肥、蔬菜（肉類）保鮮、生產可降解塑料等也展現良好的發展前景．二氧化碳是一種無色無味的氣體，無毒、不導電并且沒有可燃性．但是金屬鎂在點燃的條件下可以在二氧化碳氣體中燃燒．其中還原產物是碳．
Ⅰ．①氧化產物是MgO
②請寫出化學反應方程式，并用單線橋法表示該反應的電子轉移總數
Ⅱ．CO₂氣體與堿溶液反應時，用量不同其生成的產物不同．
①少量CO₂通入過量的KOH溶液中，請寫出離子反應方程式CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O
②取兩份等物質的量濃度等體積的Ca（OH）₂的溶液，一份通入過量CO₂，生成沉淀的物質的量（n）和通入CO₂體積（V）的關系如圖1所示，寫出沉淀變化由a到b的離子方程式：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-
Ⅲ．另一份先加入少量的KOH固體溶解，再將過量CO₂通入KOH和Ca（OH）₂的混合溶液中，請繪圖表示出生成沉淀的物質的量（n）和通入CO₂體積（V）的關系；并寫出與圖2中不同曲線處對應的離子反應方程式Ca²⁺+CO₂+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 I．①Mg在二氧化碳中燃燒生成C和MgO；
②根據元素的化合價變化及電子轉移的數目來用“雙線橋法”表示反應中電子轉移的方向和總數，箭頭的起點和終點都指向同種元素；
II．少量CO₂通入過量的KOH溶液中生成碳酸鉀和水；CO₂與Ca（OH）₂反應生成碳酸鈣沉淀，當CO₂過量碳酸鈣又溶解生成碳酸氫鈣；
III．CO₂通入KOH和Ca（OH）₂的混合溶液中，CO₂先與Ca（OH）₂反應生成碳酸鈣沉淀，然后再與KOH反應生成碳酸鉀，二氧化碳過量時與碳酸鉀反應生成碳酸氫鉀、與碳酸鈣反應生成碳酸氫鈣．

解答 解：Ⅰ．①Mg在二氧化碳中燃燒生成C和MgO，其反應為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，Mg元素的化合價升高被氧化，則氧化產物為MgO，故答案為：MgO；
②在反應2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C中，C元素的化合價由+4降低為0，得4e^-，Mg元素的化合價由0升高到+2，失2×2e^-，則
用“雙線橋法”表示反應中電子轉移的方向和總數為，
故答案為：；
Ⅱ．①少量CO₂通入過量的KOH溶液中生成碳酸鉀和水，反應的離子方程式為CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
②CO₂與Ca（OH）₂反應生成碳酸鈣沉淀，當CO₂過量碳酸鈣又溶解生成碳酸氫鈣，則圖中沉淀變化由a到b的離子方程式：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-；
故答案為：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-；
Ⅲ．CO₂通入KOH和Ca（OH）₂的混合溶液中，CO₂先與Ca（OH）₂反應生成碳酸鈣沉淀，發生Ca²⁺+CO₂+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O，生成的碳酸鈣沉淀的物質的量與II中相同，然后再與KOH反應生成碳酸鉀，反應的離子方程式為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，二氧化碳過量時與碳酸鉀反應生成碳酸氫鉀，此時碳酸鈣沉淀的物質的量不變，反應的離子方程式為：CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，最后與碳酸鈣反應生成碳酸氫鈣，發生CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-，沉淀的物質的量減少，最后消失，則生成沉淀的物質的量（n）和通入CO₂體積（V）的關系圖為，
故答案為：；Ca²⁺+CO₂+2OH^-=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-、CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃^-．

點評 本題考查了氧化還原反應、雙線橋法的應用、離子反應、二氧化碳的性質等，題目難度中等，側重于考查學生分析能力和對基礎知識的綜合應用能力．