Question

呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉（Na₂O₂）作為供氧劑．為了探究其反應原理，興趣小組同學在老師的指導下，進行了如下探究，請你一起參與．
【查閱資料】過氧化鈉在常溫下與水、二氧化碳反應分別生成氫氧化鈉、碳酸鈉和氧氣．
【設計實驗】浩明同學想通過圖1所示裝置探究過氧化鈉與二氧化碳的反應，并驗證反應產物．

（1）圖2是實驗室常用的儀器：
①A是二氧化碳氣體的發(fā)生裝置，裝配該裝置時，應選用的儀器除帶導管的雙孔橡皮塞外，還需要的儀器有（填名稱）

 

、

 

．實驗室制取二氧化碳的化學方程式

 

．該裝置在實驗室還可以用來制取氧氣，寫出用該裝置制取氧氣的化學方程式

 

．
②實驗室選擇制取氣體的發(fā)生裝置，主要依據(jù)是

 

、

 

．
（2）用D所示的方法收集氧氣，其依據(jù)是

 

；收集氧氣時，還可以選用

 

法收集．檢驗D裝置試管內收集到中的氣體是否氧氣的方法、現(xiàn)象及結論是：待D中氣體集滿后，把試管移出水面，然后

 

 

．
（3）C中氫氧化鈉的作用是吸收沒有參與反應的CO₂，如果沒有連接這個裝置，可能導致的后果是

 

．
（4）檢驗B中反應后剩余固體的成分．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論及方程式
①取少量B中反應后的固體于試管中； ②   ； ③     ．	②   ③	反應后生成的固體是碳酸鈉．寫出步驟③的化學方程式

【反思與評價】
（1）通過上述實驗，明明同學認為Na₂O₂與CO₂反應除了生成Na₂CO₃和O₂，還有可能生成NaHCO₃．你認為他的結論

 

（選填“正確”或“不正確”），理由是

 

．寫出Na₂O₂與二氧化碳反應的化學方程式

 

．
（2）請說說呼吸面具或潛水艇用過氧化鈉作為供氧劑的最大的是優(yōu)點

 

．

Answer 1

考點：制取氣體的反應原理的探究,氣體的凈化（除雜）,實驗室制取氧氣的反應原理,氧氣的檢驗和驗滿,二氧化碳的實驗室制法,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【設計實驗】（1）①實驗室通常用碳酸鈣和稀鹽酸反應制取二氧化碳氣體．所需的儀器有錐形瓶、長頸漏斗、帶導管的橡皮塞等；
②根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置；
（2）收集氣體的依據(jù)通常是根據(jù)氣體的密度與溶解性．不溶于水的，可以用排水法收集；比空氣密度大的，用向上排氣法收集；比空氣密度小的，用向下排氣法收集；根據(jù)氧氣的助燃性檢驗氧氣；
（3）氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體；
（4）根據(jù)鹽酸能與碳酸鹽反應生成二氧化碳氣體，二氧化碳氣體能使澄清的石灰水變渾濁；
[反思與評價]
根據(jù)質量守恒定律，在化學反應前后，元素的種類不變分析；根據(jù)結論寫出過氧化鈉能與二氧化碳反應的方程式．

解答：解：
【設計實驗】（1）從所給圖可知，此題制取氣體的反應物是固體和液體，反應不需要加熱，故答案為：①錐形瓶、長頸漏斗；
實驗室制取二氧化碳的化學方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；該裝置在實驗室還可以用來制取氧氣，寫出用該裝置制取氧氣的化學方程式2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
②實驗室選擇制取氣體的發(fā)生裝置，主要依據(jù)是：反應物的狀態(tài)、反應是否需要加熱（或反應條件）．
（2）用D所示的方法收集氧氣，其依據(jù)是：氧氣不溶于水；又因為氧氣的密度比空氣密度大，可用向上排氣法收集收集；氧氣能使帶火星的木條復燃，故用燃著的木條伸入試管中，木條復燃，該氣體是氧氣；故答案為：氧氣不易溶于水；向上排空氣；用帶火星的木條伸入試管中，觀察木條能否復燃；
（3）如果沒有氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體，則D收集的氣體除了氧氣，還有二氧化碳氣體．故答案為：影響氧氣的檢驗（其他合理答案亦可）．
（4）過氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣．B裝置中有碳酸鈉固體，所以此題的目的是鑒別碳酸鈉．碳酸鈉屬于碳酸鹽，可以利用碳酸鹽與鹽酸反應生成二氧化碳氣體來鑒別．故答案為：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論及方程式
①取少量B中反應后的固體于試管中； ②滴加稀鹽酸； ③將生成的氣體通入澄清石灰水中 將生成的氣體通入澄清石灰水中．	②有氣泡產生 ③澄清石灰水變渾濁	反應后生成的固體是碳酸鈉．寫出步驟③的化學方程式 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O

[反思與評價]（1）反應前是過氧化鈉和二氧化碳氣體，據(jù)化學反應前后元素的種類不變．反應后不會出現(xiàn)氫元素．故答案為：不正確；反應物中沒有氫元素，根據(jù)質量守恒定律，不可能生成NaHCO₃；Na₂O₂與二氧化碳反應的化學方程式為：
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
（2）呼吸面具或潛水艇用過氧化鈉作為供氧劑的最大優(yōu)點：吸收呼吸產生的二氧化碳，同時生成氧氣．
答案：
（1）①錐形瓶、長頸漏斗；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
②反應物的狀態(tài)、反應是否需要加熱（或反應條件）
（2）氧氣不易溶于水；向上排空氣；用帶火星的木條伸入試管中，觀察木條能否復燃；
（3）影響氧氣的檢驗（其他合理答案亦可）；
（4）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論及方程式
①取少量B中反應后的固體于試管中； ②滴加稀鹽酸； ③將生成的氣體通入澄清石灰水中 將生成的氣體通入澄清石灰水中．	②有氣泡產生 ③澄清石灰水變渾濁	反應后生成的固體是碳酸鈉．寫出步驟③的化學方程式 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O

[反思與評價]（1）不正確，反應物中沒有氫元素，根據(jù)質量守恒定律，不可能生成NaHCO₃，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）吸收呼吸產生的二氧化碳，同時生成氧氣．

點評：此題是綜合性的實驗探究題，考查了多方面的知識．碳酸鹽的鑒別就是利用碳酸鹽能與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁的這一性質．