Question

金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉（Na₂O₂）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂＋2CO₂===2Na₂CO₃＋O₂。為了驗(yàn)證該反應(yīng)中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。

（1）A裝置中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                   ；

實(shí)驗(yàn)室確定氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素是                                  ；

檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導(dǎo)氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到                                   

現(xiàn)象，即可證明裝置不漏氣。

（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是                   。

（3）用向上排空氣法收集氧氣，并用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗(yàn)氧氣是否收集滿，

這是利用了氧氣的哪些性質(zhì)？

（4）如果用脫脂棉包裹一定量的Na₂O₂固體，然后向其中通入CO₂，脫脂棉很快就燃燒

此現(xiàn)象說明該反應(yīng)過程中能量是如何變化的？

（5）常溫下水也能與Na₂O₂反應(yīng)，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

若要檢驗(yàn)干燥的二氧化碳能否與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，以上實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)如何改進(jìn)？

（6）實(shí)驗(yàn)室中的過氧化鈉如果保存不當(dāng)，容易與空氣中的CO₂和水蒸汽發(fā)生反應(yīng)變質(zhì)。今稱取10g過氧化鈉樣品(雜質(zhì)不參加反應(yīng))放人燒杯中，向其中加入10g水，二者完全反應(yīng)后。稱量燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為18．4g(不包括燒杯的質(zhì)量，且氣體的溶解忽略不計(jì))。試計(jì)算過氧化鈉樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

 

Answer 1

（1）CaCO₃＋2HCl===CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑；反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件等

漏斗頸中形成一段穩(wěn)定的水柱（或液面不再下降）等

（2）C裝置處的澄清石灰水變渾濁

（3）氧氣的密度比空氣大，氧氣能支持燃燒（或有助燃性）

（4）此反應(yīng)是放熱的

（5）2Na₂O₂＋2H₂O===4NaOH＋O₂↑；在A、B裝置之間和B、C裝置之間增加氣體干燥裝置（或盛有濃硫酸的洗氣瓶）等。（說明：只要答出在A、B裝置之間增加氣體

干燥裝置就給分）

（6）解：生成O₂的質(zhì)量為：  10g+10g-18.4g =1.6g   …………（1分）

設(shè)過氧化鈉樣品中Na₂O₂的質(zhì)量為X

2Na₂O₂＋ 2H₂O === 4NaOH ＋O₂↑

2×78                      32

X                         1.6g    

2×78/32 =X/ 1.6g        ……………………（1分）

X =7.8g                  ……………………（1分）

過氧化鈉樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：10g－7.8g/10g×100% =22%   ………………（1分）

答：過氧化鈉樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22% 。

解析:（1）A中是實(shí)驗(yàn)室制取制取二氧化碳藥品，其反應(yīng)的方程式為：CaCO₃＋2HCl===CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑；確定氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)該考慮的因素有：反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件；A裝置檢查氣密性的方法常用注水法：夾緊彈簧夾，向長頸漏斗中加入一定量的水，一會(huì)兒，長頸漏斗中液面不下降，表明裝置不漏氣．

（2）C裝置中澄清石灰水變渾濁，表明CO₂沒有全部被Na₂O₂完全吸收；

（3）氧氣的密度比空氣略大，又不與空氣中的成分反應(yīng)，可以用向上排空氣法收集氧氣；因?yàn)檠鯕饽軌蛑С秩紵�，所以可以用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗(yàn)氧氣是否收集滿；

（4）脫脂棉包裹一定量的Na₂O₂固體，然后向其中通入CO₂，脫脂棉很快就燃燒，說明反應(yīng)放出熱量，達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn)，從而使其燃燒。

（5）根據(jù)題中信息，反應(yīng)物是水與Na₂O₂，生成物是O₂和NaOH，從而可寫出化學(xué)方程式；在A、B裝置之間和B、C裝置之間增加氣體干燥裝置（或盛有濃硫酸的洗氣瓶），即可檢驗(yàn)干燥的二氧化碳能否與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣。

（6）根據(jù)題意知，反應(yīng)前后燒杯中物質(zhì)質(zhì)量差為反應(yīng)中生成氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式，先求出過氧化鈉的質(zhì)量，再求出雜質(zhì)的質(zhì)量，最后求出雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可。