20、小明同學(xué)從資料中得知,金屬過氧化物常用作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑.對金屬過氧化物用作氧氣再生劑的化學(xué)原理,小明同學(xué)進(jìn)行了如下探究,請你參與.
[查閱資料]a.金屬過氧化物(如過氧化鈉:Na
2O
2)能與二氧化碳反應(yīng)生成一種白色固體和氧氣;
b.過氧化鈉與水、鹽酸等物質(zhì)反應(yīng)也能生成氧氣;
c.碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)生成碳酸鈉、水和二氧化碳,而碳酸氫鈉與二氧化碳不反應(yīng).
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]實(shí)驗(yàn)Ⅰ:小明同學(xué)用下圖所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)生成了氧氣.
(1)小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室制取CO
2時(shí),選擇發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素是
AC
(填序號).
A.反應(yīng)物的狀態(tài)B.CO
2的溶解度和密度
C.反應(yīng)是否需要加熱D.CO
2是否有毒
(2)根據(jù)上述因素,制取CO
2時(shí),應(yīng)從上圖1、圖2、圖3中選擇
圖2
.寫出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
.
(3)設(shè)計(jì)A、B裝置的目的是得到純凈且干燥的CO
2氣體.其中A裝置的作用是
除去二氧化碳中混有的HCl
;B裝置主要目的是干燥CO
2氣體,連接這一裝置的理由是
過氧化鈉與水反應(yīng)也會產(chǎn)生氧氣
,那么B中所裝的試劑是
A
(填序號).
A.濃硫酸B.固體NaOH C.生石灰
(4)為了確定CO
2根Na
2O
2反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氧氣,最后還要采用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是
將帶火星的木條放在D處導(dǎo)管口,木條復(fù)燃
.
(5)表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是
C中的石灰水變渾濁
,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
.
實(shí)驗(yàn)Ⅱ探究反應(yīng)生成的白色固體的成分.
[提出猜想]①該白色固體是氫氧化鈉;②該白色固體是碳酸鈉.
小明的兩個(gè)猜想中一定錯誤的是猜想
①
(選填“①”或“②”),理由是
反應(yīng)物二氧化碳與過氧化鈉中沒有氫元素,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,不可能生成含有氫元素的氫氧化鈉
.
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]小明通過以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了另一個(gè)猜想是正確的.
[交流與討論](1)綜合實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ,小明同學(xué)寫出了過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
.
(2)請你根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)簡述過氧化鈉作為氧氣再生劑的化學(xué)反應(yīng)原理
過氧化鈉能吸收呼出氣體中的二氧化碳,轉(zhuǎn)化為能供給呼吸的氧氣
.