Question

20、小明同學(xué)從資料中得知，金屬過氧化物常用作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑．對金屬過氧化物用作氧氣再生劑的化學(xué)原理，小明同學(xué)進行了如下探究，請你參與．
[查閱資料]a．金屬過氧化物（如過氧化鈉：Na₂O₂）能與二氧化碳反應(yīng)生成一種白色固體和氧氣；
b．過氧化鈉與水、鹽酸等物質(zhì)反應(yīng)也能生成氧氣；
c．碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)生成碳酸鈉、水和二氧化碳，而碳酸氫鈉與二氧化碳不反應(yīng)．
[設(shè)計實驗]實驗Ⅰ：小明同學(xué)用下圖所示的實驗驗證反應(yīng)生成了氧氣．

（1）小明同學(xué)在實驗室制取CO₂時，選擇發(fā)生裝置時應(yīng)考慮的因素是

AC

（填序號）．
A．反應(yīng)物的狀態(tài)B．CO₂的溶解度和密度
C．反應(yīng)是否需要加熱D．CO₂是否有毒
（2）根據(jù)上述因素，制取CO₂時，應(yīng)從上圖1、圖2、圖3中選擇

圖2

．寫出實驗室制取二氧化碳的化學(xué)方程式

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

．
（3）設(shè)計A、B裝置的目的是得到純凈且干燥的CO₂氣體．其中A裝置的作用是

除去二氧化碳中混有的HCl

；B裝置主要目的是干燥CO₂氣體，連接這一裝置的理由是

過氧化鈉與水反應(yīng)也會產(chǎn)生氧氣

，那么B中所裝的試劑是

A

（填序號）．
A．濃硫酸B．固體NaOH          C．生石灰
（4）為了確定CO₂根Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氧氣，最后還要采用的驗證實驗操作及現(xiàn)象是

將帶火星的木條放在D處導(dǎo)管口，木條復(fù)燃

．
（5）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是

C中的石灰水變渾濁

，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

．
實驗Ⅱ探究反應(yīng)生成的白色固體的成分．
[提出猜想]①該白色固體是氫氧化鈉；②該白色固體是碳酸鈉．
小明的兩個猜想中一定錯誤的是猜想

①

（選填“①”或“②”），理由是

反應(yīng)物二氧化碳與過氧化鈉中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，不可能生成含有氫元素的氫氧化鈉

．
[設(shè)計實驗]小明通過以下實驗驗證了另一個猜想是正確的．

[交流與討論]（1）綜合實驗Ⅰ、Ⅱ，小明同學(xué)寫出了過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

．
（2）請你根據(jù)上述實驗簡述過氧化鈉作為氧氣再生劑的化學(xué)反應(yīng)原理

過氧化鈉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：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，結(jié)合題中材料信息，可得知過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)可生成碳酸鈉，檢驗生成的碳酸鈉通常滴加稀鹽酸，把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，變渾濁說明產(chǎn)生了二氧化碳，也就能說明固體為碳酸鹽．設(shè)計實驗時，注意操作中對氣體的驗證．

解答：解：實驗Ⅰ
（1）制取氣體發(fā)生裝置的選擇主要考慮所用藥品的狀態(tài)和反應(yīng)條件．
故選AC（錯選一個扣（1分），多選不得分，共2分）

（2）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)不需加熱，裝置中長頸漏斗應(yīng)伸入到液面以下．
故答：圖2；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（每小格各（2分），共4分）

（3）鹽酸易揮發(fā)，使用鹽酸制取二氧化碳時氣體中會混有少量HCl氣體，要得到純凈的二氧化碳可把混合氣體通過碳酸氫鈉溶液．干燥二氧化碳是為防止混在氣體中的水與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，影響對實驗的判斷．干燥二氧化碳要選取不與其反應(yīng)的濃硫酸．
故答：除去二氧化碳中混有的HCl；過氧化鈉與水反應(yīng)也會產(chǎn)生氧氣；A．
（第1、2小格各（1分），第3小格（2分），共4分）

（4）生成的氧氣將從D管放出．故答：將帶火星的木條放在D處導(dǎo)管口，木條復(fù)燃（2分）

（5）C中的石灰水變渾濁；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（每小格（2分），共4分）

實驗Ⅱ
[提出猜想]質(zhì)量守恒定律告訴我們：變化前后元素種類不變，所以變化后出現(xiàn)H元素明顯違背守恒定律．故答：①（1分）；
反應(yīng)物二氧化碳與過氧化鈉中沒有氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，不可能生成含有氫元素的氫氧化鈉（2分）．

[設(shè)計實驗]滴加稀鹽酸是檢驗碳酸鹽的最好方法．故答：

（每小格各（1分），共5分）

[交流與討論]（1）根據(jù)題中信息及探究結(jié)論，反應(yīng)生成兩種物質(zhì)：碳酸鈉和氧氣．故答：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂（2分）

（2）根據(jù)材料和探究過程，可以得知過氧化鈉可以把呼出的二氧化碳氣體轉(zhuǎn)變成氧氣，很好解決了潛艇小環(huán)境內(nèi)氣體的循環(huán)．故答：過氧化鈉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（2分）

點評：實驗探究題為中考中的必考題型．觖決此類問題時，準確理解題目所提供的信息，結(jié)合變化規(guī)律和猜想，把整個探究過程弄明白，這些是正確答題的關(guān)鍵．另外，此類題中通常涉及許多基礎(chǔ)的概念或操作，所以，一般都能通過此類問題獲得一定成績．建議：大膽嘗試，莫輕意放棄答題．