Question

12．氧氣和二氧化碳是初中化學(xué)常見的兩種重要物質(zhì)．請你參與圖（A-F）氧氣和二氧化碳有關(guān)制備、轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究活動．
Ⅰ：實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和二氧化碳．

（1）圖中儀器的名稱：a試管，b長頸漏斗．
（2）用裝置A制取氧氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．要制得較純凈的氧氣，應(yīng)該選擇裝置C收集．
（3）制取并收集一瓶二氧化碳，可選擇裝置BF；向裝置中加入藥品前的一步實(shí)驗(yàn)操作是檢查裝置氣密性．該組合裝置既可用于制取二氧化碳又可用來制取氧氣，其中選用相同發(fā)生裝置制取二氧化碳和氧氣的原因是藥品狀態(tài)相同且都不需要加熱．
Ⅱ：用過氧化鈉反應(yīng)來制取氧氣，是潛水員使用的供氧裝置的原理．
【查閱資料】常溫常壓下過氧化鈉是淡黃色固體，在不需要加熱的情況下能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣和另一化合物（生活中常見的鹽）；過氧化鈉能與水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈉．
【設(shè)計(jì)裝置】為驗(yàn)證過氧化鈉（Na₂O₂）和CO₂反應(yīng)生成的氣體，設(shè)計(jì)如下圖實(shí)驗(yàn)裝置．

【實(shí)驗(yàn)操作】向裝置X中通入足量CO₂氣體，觀察到X瓶中的淡黃色固體逐漸變?yōu)榘咨�粉末，同時見到Y(jié)、Z裝置中有氣泡出現(xiàn)．
【實(shí)驗(yàn)分析】
（4）Y中的溶液是氫氧化鈉溶液；Z中濃硫酸的作用是除去水蒸氣．
（5）驗(yàn)證過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣的操作是把帶火星的木條放在尖嘴管口，帶火星的木條復(fù)燃．
（6）反應(yīng)結(jié)束后，可設(shè)計(jì)一個簡單實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證X瓶中過氧化鈉是否有剩余（除用二氧化碳驗(yàn)證外），其實(shí)驗(yàn)原理是2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）熟記常見儀器的名稱；
（2）高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；氧氣不易溶于水，密度比空氣大；
（3）實(shí)驗(yàn)室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，通常情況下，碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件來確定制取裝置，氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水；通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
（4）過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣；
氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳?xì)怏w；
濃硫酸具有吸水性，可以用作某些物質(zhì)的干燥劑；
（5）氧氣能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃；
（6）可以用水驗(yàn)證X瓶中過氧化鈉是否有剩余．

解答 解：（1）圖中儀器a是試管，b是長頸漏斗；故填：試管；長頸漏斗；
（2）試管口處有一棉花團(tuán)，所示是加熱高錳酸鉀制取氧氣，用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯�，可以用向上排空氣法收集，即用F裝置收集，氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，即用C裝置收集，用排水法收集的氧氣比用排空氣法收集的氧氣純凈．
故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；C．
（3）實(shí)驗(yàn)室中，用固體與液體在常溫下來制取二氧化碳，且二氧化碳能溶于水，密度比空氣大，可選擇B來制取，F(xiàn)來收集；故填：BF；
向B中加入藥品前的一步實(shí)驗(yàn)操作是檢查裝置氣密性；
該組合裝置既可用于制取二氧化碳又可用來制取氧氣，其中選用相同發(fā)生裝置制取二氧化碳和氧氣的原因是藥品狀態(tài)相同且都不需要加熱．
故填：檢查裝置氣密性；藥品狀態(tài)相同且都不需要加熱．
（4）Y中的溶液是氫氧化鈉溶液；Z中濃硫酸的作用是除去水蒸氣．
故填：氫氧化鈉溶液；除去水蒸氣．
（5）驗(yàn)證過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣的操作是把帶火星的木條放在尖嘴管口，帶火星的木條復(fù)燃．
故填：把帶火星的木條放在尖嘴管口，帶火星的木條復(fù)燃．
（6）反應(yīng)結(jié)束后，可以用水驗(yàn)證X瓶中過氧化鈉是否有剩余，過氧化鈉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．