Question

（10分）某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)“載人宇宙飛船或潛水艇中一般都要安裝盛放過氧化鈉（Na₂O₂）顆粒的裝置”感到非常好奇，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

【提出問題】過氧化鈉是否為一種制氧劑？與人呼出的哪種氣體發(fā)生反應(yīng)？

【查閱資料】① 人呼出的氣體中主要成分是N₂、O₂、CO₂和水蒸氣等。

② 二氧化碳能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的碳酸鈉和水。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。

【提出猜想】過氧化鈉與人呼出的N₂或CO₂或水蒸氣反應(yīng)并生成氧氣。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：驗(yàn)證過氧化鈉與氮?dú)夥磻?yīng)并生成氧氣。

（1）實(shí)驗(yàn)操作如右圖所示。

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：觀察到________現(xiàn)象，判斷過氧化鈉與氮?dú)鉀]有發(fā)生反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：驗(yàn)證過氧化鈉與水蒸氣反應(yīng)并生成氧氣。

（1）同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置。其中A裝置的作用是______，試管中發(fā)生的變化是______ 變化（填“物理”或“化學(xué)” ）。

A　　　　　　　 B　　　　　 C

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：帶火星的木條復(fù)燃；過氧化鈉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)并生成氧氣。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：驗(yàn)證過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)并生成氧氣。

（1）同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置。

（2）實(shí)驗(yàn)記錄

實(shí)驗(yàn)操作	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
①	檢查裝置的氣密性。 向裝置中加入藥品。		裝置的氣密性良好。
②	打開分液漏斗的活塞，向A裝置中緩慢加入稀鹽酸。	______________	A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________； C裝置作用是________。
③	一段時(shí)間后用帶火星的木條在D內(nèi)進(jìn)行檢驗(yàn)。	帶火星的木條復(fù)燃。	過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)并生成氧氣。

【實(shí)驗(yàn)反思】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，過氧化鈉與水蒸氣反應(yīng)后，還產(chǎn)生了另一種物質(zhì)，該物質(zhì)是_____（填“單質(zhì)”或“化合物”）。

（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅲ中過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)時(shí)生成碳酸鈉和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)Ⅲ的設(shè)計(jì)提出疑問：該實(shí)驗(yàn)不能證明二氧化碳與過氧化鈉確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，你認(rèn)為他的理由是______。

 

Answer 1

【答案】

【查閱資料】CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)I　 （2）燃著的木條火焰熄滅

實(shí)驗(yàn)II：（1）A裝置的作用是不斷產(chǎn)生水蒸氣，使其與過氧化鈉發(fā)生反應(yīng)。 物理實(shí)驗(yàn)Ⅲ（2）實(shí)驗(yàn)記錄②

現(xiàn)象：A中固體逐漸減少，產(chǎn)生大量無色氣泡；C中導(dǎo)管口有無色氣泡。

A裝置中的化學(xué)方程式：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

C裝置作用是吸收未完全反應(yīng)的CO₂

【實(shí)驗(yàn)反思】（1）化合物

（2）2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂

CO₂中混有的水蒸氣會(huì)與過氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生O₂，無法確認(rèn)是否是CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的O₂。

【解析】

試題分析：【查閱資料】二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和水，化學(xué)方程式為CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O；

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)I：　氧氣具有助燃性，因?yàn)榻Y(jié)論是沒有發(fā)生反應(yīng)，即沒有氧氣生成，所以燃著的木條火焰會(huì)熄滅；實(shí)驗(yàn)II：由實(shí)驗(yàn)意圖可知A裝置的作用是產(chǎn)生水蒸氣，驗(yàn)證過氧化鈉是否與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：C裝置內(nèi)是氫氧化鈉溶液，可以吸收未完全反應(yīng)的二氧化碳?xì)怏w；

【實(shí)驗(yàn)反思】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，可知過氧化鈉與水蒸氣反應(yīng)后，除生成氧氣外，產(chǎn)生了的另一種物質(zhì)一定含有鈉元素和氫元素，可能含有氧元素，所以屬于化合物；由所給信息可知化學(xué)方程式為2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂

由于前面實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了水蒸氣能與過氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，所以無法確認(rèn)是否是CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的O₂。

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究。

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較強(qiáng)，有一定難度，認(rèn)真讀題，分析實(shí)驗(yàn)意圖，挖掘題中信息，是正確解題的關(guān)鍵。