Question

10．（1）已知，過(guò)氧化鈉（化學(xué)式為Na₂O₂）是一種淺黃色固體粉末，可用作呼吸面具里的供氧劑利用人呼出的二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)放出氧氣，供給人的正常生命活動(dòng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．某同學(xué)利用該反應(yīng)原理制取氧氣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

①裝置①中CO₂的制取方法有多種：若用稀鹽酸和石灰石制取CO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．若用加熱NaHCO₃固體制取CO₂，應(yīng)該選用的發(fā)生裝置為A（選填下圖字母）

②裝置③中盛裝的試劑為NaOH溶液，作用是除去二氧化碳．
③④為O₂的收集裝置，可選用裝置C或E（選填上圖字母）．
（2）氯氣（Cl₂）是黃綠色氣體，溶于水時(shí)部分以Cl₂分子存在于溶液中，部分與水反應(yīng)Cl₂+H₂O=HCl+HClO．產(chǎn)物中，次氯酸（HClO）是一種弱酸．氯氣溶于水所得溶液稱為氯水，它具有很強(qiáng)的漂白性．把品紅試紙（染有品紅顏料的濾紙）放入氯水中，品紅試紙褪色．曉紅同學(xué)對(duì)“氯水使品紅試紙褪色”產(chǎn)生濃厚興趣，她所在的學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下探究，請(qǐng)你一起來(lái)完成：
【提出問(wèn)題】氯水中的什么成分使品紅試紙褪色？
【猜想】猜想1：氯水中的水使品紅試紙褪色；猜想2：氯水中的Cl₂使品紅試紙褪色；
猜想3：氯水中的鹽酸使品紅試紙褪色；猜想4：氯水中的HClO使品紅試紙褪色．
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①把品紅試紙放入水中	試紙不褪色	猜想1不成立
②把品紅試紙放在干燥的氯氣中	試紙不褪色	猜想2不成立
③把品紅試紙放入鹽酸中	試紙不褪色	猜想3不成立

【結(jié)論】學(xué)習(xí)小組通過(guò)討論，找到了氯水中使品紅試紙褪色的物質(zhì)．
【反思】向氯水中滴加幾滴紫色石蕊試液，會(huì)觀察到的現(xiàn)象是先變紅后褪色．
【拓展】鐵能在氯氣中燃燒生成氯化鐵，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2FeCl₃．

Answer 1

分析 （1）①石灰石的主要成分為碳酸鈣，可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化碳，所應(yīng)該選擇固固加熱型的反應(yīng)裝置；
②通入的二氧化碳不可能被全部反應(yīng)掉，為了得到較純凈的氧氣，應(yīng)該在③中加入氫氧化鈉溶液來(lái)吸收二氧化碳，可以據(jù)此解答；
③氧氣難溶于水且密度比空氣大，所以可以選擇排水法或是向上排空氣法來(lái)收集，可以據(jù)此選擇裝置．
（2）【猜想】根據(jù)氯氣溶于水后所得到的物質(zhì)來(lái)完成猜想；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)猜想和表格中所給的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論來(lái)完成該題的解答；
【反思】根據(jù)鹽酸對(duì)指示劑及次氯酸的漂白作用分析；
【拓展】根據(jù)鐵能在氯氣中燃燒生成氯化鐵進(jìn)行解答．

解答 解：（1）①石灰石的主要成分為碳酸鈣，可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化碳，所應(yīng)該選擇固固加熱型的反應(yīng)裝置即A裝置；
②通入的二氧化碳不可能被全部反應(yīng)掉，為了得到較純凈的氧氣，應(yīng)該在③中加入氫氧化鈉溶液來(lái)吸收二氧化碳；
③氧氣不易溶于水且密度比空氣大，所以可以選擇排水法或向上排空氣法來(lái)收集，不能用向下排空氣法收集，故可選擇C或E；
（2）【猜想根據(jù)題意】根據(jù)題意可知，氯水既有氯氣和水），又有發(fā)生化學(xué)變化生成的鹽酸和次氯酸，所以結(jié)合其它猜想我們可以作出是次氯酸使品紅褪色的猜想，次氯酸的化學(xué)可式為：HClO；
【實(shí)驗(yàn)探究】猜想1不成立，說(shuō)明品紅沒(méi)有褪色；要證明猜想2不成立，只要把品紅試紙伸入到干燥的氯氣中，現(xiàn)象是否變化就可以了；
要證明猜想3不成立，只要把品紅試紙伸入到鹽酸中，現(xiàn)象是否變化就可以了；
【反思】因?yàn)槁人�中有HCl和HClO，酸性溶液可使石蕊變紅，而HClO具有漂白作用，故向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是：先變紅色后褪色；
【拓展】鐵能在氯氣中燃燒生成氯化鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2FeCl₃
故答案為：（1）①CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；A；②NaOH溶液； 除去二氧化碳；③C、E；
（2）HClO；試紙不褪色；把品紅試紙放入氯氣中； 把品紅試紙放入鹽酸中；先變紅后褪色；2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2FeCl₃．

點(diǎn)評(píng) 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(huì)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(shí)奠定基礎(chǔ)．