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(yīng)原理，興趣小組同學(xué)在老師的指導(dǎo)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(yīng)分別生成氫氧化鈉、碳酸鈉和氧氣。
[設(shè)計實驗]浩明同學(xué)想通過下圖所示裝置探究過氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)，并驗證反應(yīng)產(chǎn)物。

（1）下列是實驗室常用的儀器:

①A是二氧化碳?xì)怏w的發(fā)生裝置，裝配該裝置時，應(yīng)選用的儀器除帶導(dǎo)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(xué)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(xué)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(nèi)收集到中的氣體是否氧氣的方法、現(xiàn)象及結(jié)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(yīng)的CO₂，如果沒有連接這個裝置，可能導(dǎo)致的后果是                                  。
（4）檢驗B中反應(yīng)后剩余固體的成分。

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及方程式
①取少量A中反應(yīng)后的固體于試管中； ②                 ； ③                                       。	②                 ③	反應(yīng)后生成的固體是碳酸鈉。寫出步驟③的化學(xué)方程式

 
[反思與評價]（1）通過上述實驗，明明同學(xué)認(rèn)為Na₂O₂與CO₂反應(yīng)除了生成Na₂CO₃和O₂，還有可能生成NaHCO₃。你認(rèn)為他的結(jié)論        （選填“正確”或“不正確”），理由是                                                       。寫出Na₂O₂與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式                                                 。
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

（本題17分）
（1）①錐形瓶、長頸漏斗；
CaCO₃ + 2HCl ＝ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑；2H₂O₂2H₂O + O₂↑  （各2分，共8分）
②反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)是否需要加熱（或反應(yīng)條件）            （各1分，共2分）
（2）氧氣不易溶于水                                                 （2分）
向上排空氣                                                     （1分）
用燃著的木條伸入試管中，木條復(fù)燃，該氣體是氧氣                  （3分）
（3）影響氧氣的檢驗（其他合理答案亦可）                              （2分）
（4）                                （步驟、現(xiàn)象各1分，方程式2分，共6分）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
②滴加稀鹽酸 ③將生成的氣體通入澄清石灰水中	②有氣泡產(chǎn)生 ③澄清石灰水變渾濁	Ca(OH)2 + CO2＝ CaCO3↓ + H2O

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

分析:（1）實驗室通常用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w．所需的儀器有錐形瓶、長頸漏斗、帶導(dǎo)管的橡皮塞等．
（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
（3）氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w，而氫氧化鈣溶液是鑒別二氧化碳?xì)怏w的
（4）鹽酸能與碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w能使澄清的石灰水變渾濁．
[反思與評價]
（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變
（2）過氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣．
解：（1）從所給圖可知，此題制取氣體的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)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(xué)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(xué)方程式2H₂O₂ 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(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)是否需要加熱（或反應(yīng)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；
（3）如果沒有氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳?xì)怏w，則D收集的氣體除了氧氣，還有二氧化碳?xì)怏w．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(yīng)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(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w來鑒別．故答案為：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
②滴加稀鹽酸 ③將生成的氣體通入澄清石灰水中	②有氣泡產(chǎn)生 ③澄清石灰水變渾濁

[反思與評價]（1）反應(yīng)前是過氧化鈉和二氧化碳?xì)怏w，據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變．反應(yīng)后不會出現(xiàn)氫元素．故答案為：不正確；反應(yīng)物中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，不可能生成NaHCO₃；Na₂O₂與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)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(chǎn)生的二氧化碳，同時生成氧氣．
故答為：（1）①錐形瓶、長頸漏斗；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
②反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)是否需要加熱（或反應(yīng)條件）
（2）氧氣不易溶于水；（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
②滴加稀鹽酸 ③將生成的氣體通入澄清石灰水中	②有氣泡產(chǎn)生 ③澄清石灰水變渾濁

[反思與評價]（1）不正確，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）吸收呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，同時生成氧氣．
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(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁的這一性質(zhì)．