Question

我們知道氧氣是人體生命所必需的，在一般情況下，人可以呼吸空氣中的氧氣，但在特殊情況下，如在核潛艇里工作的人員，如何獲得氧氣呢？研究表明用“金屬過(guò)氧化物處理系統(tǒng)”使氧“再生”具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值．

已知：淡黃色的過(guò)氧化鈉固體在常溫下即能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
（1）你認(rèn)為用這種方法制氧氣的優(yōu)點(diǎn)是    ．
（2）小明欲探究過(guò)氧化鈉吸收和釋放的氣體之間體積關(guān)系以及反應(yīng)的熱效應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖1，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：
①檢查裝置氣密性．
②向U形管內(nèi)盛裝過(guò)量的Na₂O₂藥品，注射器中為二氧化碳?xì)怏w，連接好裝置．
③緩緩?fù)苿?dòng)注射器A活塞，片刻，可以觀察到溫度計(jì)液柱明顯上升，說(shuō)明反應(yīng)放熱，同時(shí)還可以觀察到固體粉末發(fā)生變化的現(xiàn)象是    ；
④小明查閱資料得知：相同的條件下，相同體積的氣體具有相等的分子數(shù)，則待A注射器中二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)完全后，裝置恢復(fù)至常溫，B注射器中活塞應(yīng)停留在    mL處．（不考慮實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差）
（3）Na₂O₂露置在空氣中容易發(fā)生變質(zhì)，如何檢驗(yàn)已經(jīng)變質(zhì)？簡(jiǎn)述方法、現(xiàn)象和結(jié)論．    ．
變質(zhì)的程度如何呢？部分同學(xué)對(duì)“已部分變質(zhì)的Na₂O₂（含Na₂CO₃）的純度測(cè)定”設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，已知Na₂O₂與稀硫酸不反應(yīng)，堿石灰能吸收CO₂和H₂O，步驟如下：
①按圖2連接裝置，并檢查氣密性；
②準(zhǔn)確稱得盛有堿石灰的干燥管D的質(zhì)量為w₁g；
③準(zhǔn)確稱得mg樣品放入容器b中；
④打開(kāi)a，緩緩滴入稀硫酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；
⑤打開(kāi)彈簧夾，往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為w₂g；
⑥根據(jù)D裝置質(zhì)量差進(jìn)行計(jì)算．
試回答：
（i）若④⑤兩步的實(shí)驗(yàn)操作太快，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的Na₂O₂的純度   
（填“偏大”或“偏小”）．
（ii）鼓入空氣的目的是    ，裝置A中試劑X應(yīng)選用    ；
（iii）E裝置的作用是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）從反應(yīng)條件，反應(yīng)物和生成物等方面分析反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)；
（2）③根據(jù)過(guò)氧化鈉的性質(zhì)可以知道，過(guò)氧化鈉反應(yīng)后的產(chǎn)物為碳酸鈉，所以能夠觀察到淡黃色的固體粉末逐漸變?yōu)榘咨�，可以�?jù)此解答；
④根據(jù)過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式來(lái)比較二氧化碳和氧氣的分子個(gè)數(shù)比，然后據(jù)此解答；
（3）根據(jù)Na₂O₂露置在空氣中能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉發(fā)生變質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Na₂O₂是否變質(zhì)只要驗(yàn)證是否產(chǎn)生碳酸鈉即可；
i、④產(chǎn)生了氣體而⑤的目的是吸收氣體，所以若④⑤兩步的實(shí)驗(yàn)操作太快，生成的二氧化碳不會(huì)被堿石灰完全吸收，測(cè)出的碳酸鈉質(zhì)量比實(shí)際質(zhì)量少，可以據(jù)此分析；
ii、鼓入空氣的目的是將裝置中殘留的二氧化碳鼓出，使反應(yīng)充分，為了吸收掉空氣中二氧化碳，裝置A中試劑X應(yīng)選用NaOH溶液，可以據(jù)此解答；
iii、E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以據(jù)此解答該題．
解答：解：（1）分析題給的信息可以知道，在核潛艇里工作的人員利用淡黃色的過(guò)氧化鈉固體在常溫下即能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，用這種方法制氧氣的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)條件低、方便攜帶、產(chǎn)物無(wú)污染、產(chǎn)生氧氣同時(shí)還吸收了二氧化碳；
（2）③根據(jù)過(guò)氧化鈉的性質(zhì)可以知道，過(guò)氧化鈉反應(yīng)后的產(chǎn)物為碳酸鈉，所以能夠觀察到淡黃色的固體粉末逐漸變?yōu)榘咨��?br />④因?yàn)橄嗤�的條件下，相同體積的氣體具有相等的分子數(shù)，根據(jù)2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂看出二氧化碳的氧氣的體積比是2：1，則待A注射器中二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)完全后，裝置恢復(fù)至常溫，B注射器中活塞應(yīng)停留在50mL處．
（3）Na₂O₂露置在空氣中容易發(fā)生變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．所以要驗(yàn)證Na₂O₂是否變質(zhì)，只要驗(yàn)證是否產(chǎn)生碳酸鈉即可，所以其用實(shí)驗(yàn)方法檢驗(yàn)其變質(zhì)的過(guò)程為：取樣品少許于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生氣體，通入石灰水，石灰石變渾濁，說(shuō)明已變質(zhì)．
i、若④⑤兩步的實(shí)驗(yàn)操作太快，生成的二氧化碳不會(huì)被堿石灰完全吸收，測(cè)出的碳酸鈉質(zhì)量比實(shí)際質(zhì)量少，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的Na₂O₂的純度偏大．
ii、鼓入空氣的目的是將裝置中殘留的二氧化碳鼓出，使反應(yīng)充分，為了吸收掉空氣中二氧化碳，裝置A中試劑X應(yīng)選用NaOH溶液；
iii、E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
故答案為：（1）反應(yīng)條件低、方便攜帶、產(chǎn)物無(wú)污染、產(chǎn)生氧氣同時(shí)還吸收了二氧化碳；
（2）③淡黃色的粉末逐漸變?yōu)榘咨�粉末�?br />④50mL；
（3）取少量固體樣品滴加稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水若出現(xiàn)渾濁說(shuō)明已變質(zhì)；
i、偏大；
ii、將裝置中殘留的二氧化碳鼓出，使反應(yīng)充分；NaOH溶液；
iii、防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入D裝置．
點(diǎn)評(píng)：此題探究過(guò)氧化鈉固體在常溫下與二氧化碳反應(yīng)原理、現(xiàn)象、用途等知識(shí)點(diǎn)，涉及知識(shí)面很廣，探究問(wèn)題較多，是鍛煉學(xué)生能力的一道不可多得的好題．