题目

题型：不详难度：来源：

呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na₂O₂）作为供氧剂。为了探究其反应原理，兴趣小组同学在老师的指导下，进行了如下探究，请你一起参与。
[查阅资料]过氧化钠在常温下与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠、碳酸钠和氧气。
[设计实验]浩明同学想通过下图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应，并验证反应产物。

（1）下列是实验室常用的仪器:

①A是二氧化碳气体的发生装置，装配该装置时，应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外，还需要的仪器有（填名称）     、       。实验室制取二氧化碳的化学方程式                              。该装置在实验室还可以用来制取氧气，写出用该装置制取氧气的化学方程式                                              。
②实验室选择制取气体的发生装置，主要依据是              、             。
（2）用D所示的方法收集氧气，其依据是                 ；收集氧气时，还可以选用           法收集。检验D装置试管内收集到中的气体是否氧气的方法、现象及结论是：待D中气体集满后，把试管移出水面，然后                                             
                                                                         。
（3）C中氢氧化钠的作用是吸收没有参与反应的CO₂，如果没有连接这个装置，可能导致的后果是                                  。
（4）检验B中反应后剩余固体的成分。

实验步骤	实验现象	实验结论及方程式
①取少量A中反应后的固体于试管中； ②                 ； ③                                       。	②                 ③	反应后生成的固体是碳酸钠。写出步骤③的化学方程式

 
[反思与评价]（1）通过上述实验，明明同学认为Na₂O₂与CO₂反应除了生成Na₂CO₃和O₂，还有可能生成NaHCO₃。你认为他的结论        （选填“正确”或“不正确”），理由是                                                       。写出Na₂O₂与二氧化碳反应的化学方程式                                                 。
请说说呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的是优点             。

答案

（本题17分）
（1）①锥形瓶、长颈漏斗；
CaCO₃ + 2HCl ＝ CaCl₂ + H₂O + CO₂↑；2H₂O₂2H₂O + O₂↑  （各2分，共8分）
②反应物的状态、反应是否需要加热（或反应条件）            （各1分，共2分）
（2）氧气不易溶于水                                                 （2分）
向上排空气                                                     （1分）
用燃着的木条伸入试管中，木条复燃，该气体是氧气                  （3分）
（3）影响氧气的检验（其他合理答案亦可）                              （2分）
（4）                                （步骤、现象各1分，方程式2分，共6分）

实验步骤	实验现象	实验结论
②滴加稀盐酸 ③将生成的气体通入澄清石灰水中	②有气泡产生 ③澄清石灰水变浑浊	Ca(OH)2 + CO2＝ CaCO3↓ + H2O

 
[反思与评价]（1）不正确                                              （1分）
反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成NaHCO₃                             （2分）
2Na₂O₂ + 2CO₂＝ 2Na₂­CO₃ + O₂                                                                                 （2分）
（2）吸收呼吸产生的二氧化碳，同时生成氧气                            （2分）

解析

分析:（1）实验室通常用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳气体．所需的仪器有锥形瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞等．
（2）收集气体的依据通常是根据气体的密度与溶解性．不溶于水的，可以用排水法收集；比空气密度大的，用向上排气法收集；比空气密度小的，用向下排气法收集
（3）氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体，而氢氧化钙溶液是鉴别二氧化碳气体的
（4）盐酸能与碳酸盐反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体能使澄清的石灰水变浑浊．
[反思与评价]
（1）根据质量守恒定律，在化学反应前后，元素的种类不变
（2）过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气．
解：（1）从所给图可知，此题制取气体的反应物是固体和液体，反应不需要加热，故答案为：①锥形瓶、长颈漏斗；
实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；该装置在实验室还可以用来制取氧气，写出用该装置制取氧气的化学方程式2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑
②实验室选择制取气体的发生装置，主要依据是：反应物的状态、反应是否需要加热（或反应条件）．
（2）用D所示的方法收集氧气，其依据是：氧气不溶于水；
（3）如果没有氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体，则D收集的气体除了氧气，还有二氧化碳气体．故答案为：影响氧气的检验（其他合理答案亦可）．
（4）过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气．B装置中有碳酸钠固体，所以此题的目的是鉴别碳酸钠．碳酸钠属于碳酸盐，可以利用碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体来鉴别．故答案为：

实验步骤	实验现象
②滴加稀盐酸 ③将生成的气体通入澄清石灰水中	②有气泡产生 ③澄清石灰水变浑浊

[反思与评价]（1）反应前是过氧化钠和二氧化碳气体，据化学反应前后元素的种类不变．反应后不会出现氢元素．故答案为：不正确；反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成NaHCO₃；Na₂O₂与二氧化碳反应的化学方程式为：
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
（2）呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大优点：吸收呼吸产生的二氧化碳，同时生成氧气．
故答为：（1）①锥形瓶、长颈漏斗；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
②反应物的状态、反应是否需要加热（或反应条件）
（2）氧气不易溶于水；（3）影响氧气的检验（其他合理答案亦可）；（4）

实验步骤	实验现象
②滴加稀盐酸 ③将生成的气体通入澄清石灰水中	②有气泡产生 ③澄清石灰水变浑浊

[反思与评价]（1）不正确，2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）吸收呼吸产生的二氧化碳，同时生成氧气．
此题是综合性的实验探究题，考查了多方面的知识．碳酸盐的鉴别就是利用碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的这一性质．