Question

小強(qiáng)同學(xué)在化學(xué)氧自救器的說明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO₂）接觸能產(chǎn)生氧氣后，對(duì)自救器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理產(chǎn)生了探究欲望．在老師指導(dǎo)下，小強(qiáng)與同學(xué)們展開了以下實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，請(qǐng)你參與．
活動(dòng)：探究二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)除生成氧氣外，還能生成什么物質(zhì)？
[老師提示]二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
[作出猜想]二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物到底是哪種物質(zhì)？小強(qiáng)作出了以下三種猜想：
a是一種酸；     b是一種堿；     c是一種碳酸鹽．
通過對(duì)反應(yīng)物有關(guān)的元素組成的分析，小影同學(xué)認(rèn)為猜想

a

、

b

（填序號(hào)）一定是錯(cuò)誤的，理由是

化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物的組成中無氫元素故無酸堿生成（答案合理即可）

．
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]同學(xué)們通過以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小強(qiáng)同學(xué)的另一個(gè)猜想．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體 取樣加入稀鹽酸，把產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中	有大量氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	猜想 c （填序號(hào)）是正確的，二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是 碳酸鉀 （填名稱）．

[交流與討論]
（1）小影認(rèn)為：二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式是

4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂

．
（2）老師指出：人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣．小影簡(jiǎn)述了鑒定氧自救器藥罐中生氧劑超氧化鉀是否需要更換的簡(jiǎn)便的化學(xué)方法：

取待鑒定的生氧劑少量于試管中，滴加少量的水，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察木條是否復(fù)燃，即可判斷生氧劑是否需要更換

．
（3）小強(qiáng)簡(jiǎn)述了化學(xué)氧自救器能達(dá)到氧自救的化學(xué)反應(yīng)原理

超氧化鉀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

．

Answer 1

分析：[作出猜想]
要推斷二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物可根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析判斷；
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
可根據(jù)二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的生成物---碳酸鉀的性質(zhì)（碳酸鉀可與酸反應(yīng)生成二氧化碳）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；
[交流與討論]
（1）根據(jù)二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物及方程式的書寫方法書寫方程式；
（2）根據(jù)題中給予的信息“人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣”；
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究的現(xiàn)象和結(jié)論進(jìn)行總結(jié)．

解答：解：[作出猜想]
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；反應(yīng)前物質(zhì)中含鉀、碳、氧三種元素，由于反應(yīng)物中無H元素，而酸和堿中都含有氫元素，所以不可能為酸和堿；[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
小強(qiáng)同學(xué)的另一個(gè)猜想是生成碳酸鹽，而碳酸鹽的特點(diǎn)是可以與酸反應(yīng)生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，故可向樣品中加入稀鹽酸并將生成氣體通入澄清的石灰水進(jìn)行鑒定；
[交流與討論]
（1）二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物K₂CO₃和O₂，方程式是4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂；
（2）根據(jù)題中給予的信息“人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣”，只要鑒定有無氧氣即可，而鑒別氧氣可用帶火星的木條；
（3）[根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究可知二氧化碳和超氧化鉀可以反應(yīng)生成氧氣；
故答案為：
[作出猜想]：a；b；
化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物的組成中無氫元素故無酸堿生成（答案合理即可）；
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]（合理答案均可）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入稀鹽酸，把產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中	有大量氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	猜想 ③（填序號(hào)）是正確的，二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是 碳酸鉀

[交流與討論]
（1）4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂
（2）取待鑒定的生氧劑少量于試管中，滴加少量的水，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察木條是否復(fù)燃，即可判斷生氧劑是否需要更換；
（3）超氧化鉀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．

點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了方程式的書寫、碳酸鹽的鑒別、等知識(shí)，知識(shí)跨度較大，能較好的考查學(xué)生的思維能力和對(duì)知識(shí)的掌握及應(yīng)用能力；通常推測(cè)化學(xué)反應(yīng)中生成物質(zhì)化學(xué)式的重要依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變進(jìn)行推斷．