Question

小強(qiáng)同學(xué)在化學(xué)氧自救器的說(shuō)明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO₂）接觸能產(chǎn)生氧氣后，對(duì)自救器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理產(chǎn)生了探究欲望．在老師指導(dǎo)下，小強(qiáng)與同學(xué)們展開(kāi)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，請(qǐng)你參與．
活動(dòng)Ⅰ：用下圖所示的由a、b、c、d組合成的成套裝置和有關(guān)藥品制取并收集氧氣．

（1）用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則a裝置可采用下圖中的______（填序號(hào)），有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．

（2）用c裝置中的氫氧化鈉溶液吸收未與超氧化鉀反應(yīng)的二氧化碳．請(qǐng)寫出氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（3）用______法收集氧氣，該收集方法是根據(jù)氧氣______的性質(zhì)而確定的．證明生成的氣體是氧氣，使用______進(jìn)行檢驗(yàn)．
活動(dòng)Ⅱ：探究二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)除生成氧氣還生成什么其它物質(zhì)？
[老師提示]二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
[作出猜想]二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物到底是哪種物質(zhì)？小強(qiáng)作出了以下三種猜想：
①是一種酸；②是一種堿；③是一種碳酸鹽．
通過(guò)對(duì)反應(yīng)物有關(guān)的元素組成的分析，小影同學(xué)認(rèn)為猜想______、______（填序號(hào)）一定是錯(cuò)誤的，理由是______．
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]同學(xué)們通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小強(qiáng)同學(xué)的另一個(gè)猜想．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體______	______	猜想 （填序號(hào)）是正確的，二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是______（填名稱 ）．

[交流與討論]（1）小影認(rèn)為：二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）老師指出：人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣．小影簡(jiǎn)述了鑒定氧自救器藥罐中生氧劑超氧化鉀是否需要跟換的簡(jiǎn)便的化學(xué)方法：______．
（3）小強(qiáng)簡(jiǎn)述了化學(xué)氧自救器能達(dá)到氧自救的化學(xué)反應(yīng)原理______．

Answer 1

【答案】分析：此題涉及了實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置的選取、實(shí)驗(yàn)原理方程式書寫；氧氣的收集方法的選取方法；酸性氣體與堿反應(yīng)方程式的書寫，碳酸根（CO₃^2-）的鑒定方法；二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的物質(zhì)推斷及質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用等等．
解答：解：活動(dòng)Ⅰ
（1）實(shí)驗(yàn)室二氧化碳用石灰石與稀鹽酸制取且不需要加熱的反應(yīng)，發(fā)生裝置的選取，只能從②③選，②③的區(qū)別主要是漏斗的不同，②應(yīng)把漏斗嘴深入液面以下，否則制的氣體會(huì)從漏斗跑出；方程式的書寫屬于鹽+酸═新鹽+新酸的反應(yīng)；
（2）氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫屬于堿和酸反應(yīng)產(chǎn)物是鹽和水；
（3）根據(jù)氧氣不易溶于水（或密度比空氣大）性質(zhì)所以可選用排水（或向上排空氣）收集；氧氣的收滿的檢驗(yàn)，根據(jù)氧氣能加速燃燒的性質(zhì)，可選用帶火星的木條看其燃燒情況；
活動(dòng)Ⅱ
[作出猜想]運(yùn)用質(zhì)量守恒定律進(jìn)行物質(zhì)的推斷，由于反應(yīng)物中無(wú)H元素，故生成物中也一定無(wú)酸或堿，從而排出①②；
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]碳酸鹽的鑒定，可以根據(jù)生成物CO₂或生成物碳酸鹽來(lái)確定；
[交流與討論]
（1）既然二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物K₂CO₃和O₂，方程式的書寫就很簡(jiǎn)單了．
（2）注意題中給予的信息“人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣”，只要鑒定有無(wú)氧氣即可．
（3）是對(duì)本題的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的再一次的回應(yīng)、運(yùn)用．
故答案為：
活動(dòng)Ⅰ
（1）③；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
（3）排水（或向上排空氣）；不易溶于水（或密度比空氣大）；帶火星的木條
活動(dòng)Ⅱ
[作出猜想]①②
二氧化碳與超氧化鉀都不含氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，不可能生成含有氫元素的酸與堿（答案合理即可）（2分）
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入稀鹽酸把產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中	有大量氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	猜想③是正確的 二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是碳酸鉀

或

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入蒸餾水，配成飽和溶液，再加入飽和氫氧化鈣溶液	無(wú)色溶液中出現(xiàn)白色渾濁	猜想③是正確的 二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是碳酸鉀

[交流與討論]
（1）4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂
（2）取待鑒定的生氧劑少量于試管中，滴加少量的水，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察木條是否復(fù)燃，即可判斷生氧劑是否需要更換
（3）超氧化鉀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．
點(diǎn)評(píng)：此題綜合考察了物質(zhì)的制取與收集裝置的選取，物質(zhì)的推斷、鑒定，化學(xué)方程式的書寫、質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用等等，需要綜合掌握化學(xué)知識(shí)，大膽的合理的進(jìn)行推理．