Question

2．在呼吸面具和潛水艇中可用過(guò)氧化鈉作為供氧劑．請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品，用如圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑．

（1）寫(xiě)出儀器a的名稱分液漏斗．
（2）A是實(shí)驗(yàn)室制取CO₂的裝置．寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CaCO₃+2H⁺═CO₂↑+H₂O+Ca²⁺．
（3）填寫(xiě)表中空格：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B	飽和碳酸氫鈉溶液
D

（4）寫(xiě)出儀器C中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（5）若將鈉和過(guò)氧化鈉的混合物12.4g與足量的水反應(yīng)后，生成的氣體在電火花用下恰好完全反應(yīng)，且所得溶液的體積為100mL，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是4mol•L^-1．

Answer 1

分析 為證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑，實(shí)驗(yàn)中需要的反應(yīng)物是二氧化碳和過(guò)氧化鈉，根據(jù)題中裝置可知，A是二氧化碳?xì)怏w的制備裝置，實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣和稀鹽酸制二氧化碳，制得的二氧化碳中含氯化氫氣體，B是二氧化碳的凈化裝置，用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，在C中放置過(guò)氧鈉固體與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，F(xiàn)是收集氧氣的裝置，最后對(duì)F收集到的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)氧氣前需除掉混在氧氣中的二氧化碳，用D裝置氫氧化鈉溶液吸收，據(jù)此解答．
（1）儀器a是分液漏斗；
（2）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、氯化鈣、水；
（3）C中裝有過(guò)氧化鈉，HCl與過(guò)氧化鈉要發(fā)生反應(yīng)，飽和碳酸氫鈉溶液可除去CO₂中的HCl氣體，二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，從C裝置出來(lái)的氣體中為氧氣和未反應(yīng)的二氧化碳，用盛有氫氧化鈉溶液的D裝置除去二氧化碳；
（4）過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣；
（5）設(shè)出Na₂O₂、Na的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，根據(jù)方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑表示出氧氣、氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)所收集的氣體在一定條件下恰好完全反應(yīng)可知：n（H₂）=2n（O₂），據(jù)此列式計(jì)算出鈉和過(guò)氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，最后根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出所得溶液的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：為證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑，實(shí)驗(yàn)中需要的反應(yīng)物是二氧化碳和過(guò)氧化鈉，根據(jù)題中裝置可知，A是二氧化碳?xì)怏w的制備裝置，實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣和稀鹽酸制二氧化碳，制得的二氧化碳中含氯化氫氣體，B是二氧化碳的凈化裝置，用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，在C中放置過(guò)氧鈉固體與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，F(xiàn)是收集氧氣的裝置，最后對(duì)F收集到的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)氧氣前需除掉混在氧氣中的二氧化碳，用D裝置氫氧化鈉溶液吸收，
（1）儀器a是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，離子方程式為：CaCO₃+2H⁺═CO₂↑+H₂O+Ca²⁺，
故答案為：CaCO₃+2H⁺═CO₂↑+H₂O+Ca²⁺；
（3）C中裝有過(guò)氧化鈉，HCl與過(guò)氧化鈉要發(fā)生反應(yīng)，飽和碳酸氫鈉溶液可除去CO₂中的HCl氣體，二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，從C裝置出來(lái)的氣體中為氧氣和未反應(yīng)的二氧化碳，用盛有氫氧化鈉溶液的D裝置除去二氧化碳；
故答案為：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B		除去CO2中的HCl氣體
D	氫氧化鈉溶液	除去氧氣中的CO2

（4）過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂ ，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂ ；
（5）設(shè)Na₂O₂、Na的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，根據(jù)質(zhì)量可得：①78x+23y=12.4，
所收集的氣體在一定條件下恰好完全反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)生成氣體物質(zhì)的量滿足：n（H₂）=2n（O₂），
根據(jù)方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑可知，n（H₂）=$\frac{1}{2}$y=2n（O₂）=2×$\frac{1}{2}$x，即：②x=$\frac{1}{2}$y，
根據(jù)①②聯(lián)立解得：x=0.1、y=0.2，
反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)Na元素質(zhì)量守恒可知?dú)溲趸�鈉的物質(zhì)的量為：0.1mol×2+0.2mol=0.4mol，
所得溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，
故答案為：4．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)為載體考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，明確物質(zhì)的性質(zhì)，并注意質(zhì)量守恒在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．