Question

18．“嫦娥一號”飛船的成功發(fā)射是我國航天事業(yè)的又一里程碑．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；（過氧化鈉還能與鹽酸、水等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧氣）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)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)室確定氣體發(fā)生裝置時應(yīng)考慮的因素是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；制取CO₂的裝置，應(yīng)從圖乙中的圖1、圖2、圖3中選擇圖2．
（2）檢查圖2裝置的氣密性的方法是：將裝置中導(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，若能觀察到漏斗下端有一穩(wěn)定的液柱現(xiàn)象，即可證明裝置不漏氣．
（3）設(shè)計(jì)A、B裝置的目的是凈化導(dǎo)入的純凈且干燥的CO₂．其中，①A裝置的具體功能是除去氯化氫氣體所發(fā)生的化學(xué)方程式是NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；②B裝置的具體功能是吸收水蒸氣，其瓶內(nèi)液體應(yīng)是濃硫酸；
（4）為了確定CO₂跟Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氧氣，最后還要采用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作是把一根帶火星的木條放在D處，若木條復(fù)燃，證明是氧氣．
（5）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是C裝置中的石灰水變渾濁．
（6）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2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（7）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣在某溫度和壓強(qiáng)條件下體積為50L，則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少千克？35.1kg（已知：在上述溫度和壓強(qiáng)條件下氧氣的密度為1.5g/L）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氣體發(fā)生裝置的選擇一般依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和條件解答；
（2）根據(jù)向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內(nèi)的氣壓會不斷變大解答．
（3）二氧化碳通入裝置前要進(jìn)行干燥處理；
（4）驗(yàn)滿是利用的氧氣的助燃性
（5）C中的澄清石灰水可以證明有無二氧化碳存在；
（6）方程式可利用信息書寫；二氧化碳通入B裝置前要進(jìn)行干燥處理
（7）根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算解決，先要對消耗的氧氣進(jìn)行體積與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂求過氧化鈉的質(zhì)量

解答 解：（1）氣體發(fā)生裝置的選擇一般依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和條件，制取CO₂的裝置是，因?yàn)榉磻?yīng)屬于固液型制氣，所以選圖2；
（2）只要裝置不漏氣隨著水的不斷加入裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)會不斷變大達(dá)到一定壓強(qiáng)后漏斗內(nèi)液體不會下降，
故答案為：漏斗下端有一穩(wěn)定的液柱；
（3）碳酸氫鈉不與二氧化碳反應(yīng)與氯化氫卻能較好的反應(yīng)，①A裝置的具體功能是除去氯化氫氣體；所發(fā)生的化學(xué)方程式是：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；②濃硫酸是較好的干燥劑，B裝置的具體功能是吸收水蒸氣濃硫酸；
（4）帶火星的木條遇氧氣后會復(fù)燃，為了確定CO₂跟Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氧氣，最后還要采用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作是：把一根帶火星的木條放在D處，若木條復(fù)燃，證明是氧氣；
（5）二氧化碳通入石灰水會使石灰水變渾濁，是檢驗(yàn)二氧化碳的常用方法，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；
（6）依據(jù)題目給你的信息正確的書寫化學(xué)式，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（7）50L氧氣的質(zhì)量為：50L×1.5g/L=75g
該潛水艇中每天消耗氧氣的質(zhì)量為：4×24×75g=7200g即7.2kg
設(shè)該潛水艇中每天需要過氧化鈉的質(zhì)量為x．
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156                 32
x                   7.2kg
$\frac{156}{x}=\frac{32}{7.3Kg}$
x=35.1kg
答案：
（1）反應(yīng)物的狀態(tài)和條件；圖2；
（2）漏斗下端有一穩(wěn)定的液柱；
（3）除去氯化氫氣體；NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；吸收水蒸氣；濃硫酸；
（4）把一根帶火星的木條放在D處，若木條復(fù)燃，證明是氧氣；
（5）C裝置中的石灰水變渾濁；
（6）2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（7）該潛水艇中每天需要過氧化鈉35.1kg．

點(diǎn)評 此題是一道綜合實(shí)驗(yàn)題，設(shè)計(jì)的題型較多是一道基礎(chǔ)知識的綜合訓(xùn)練題．牢記一些氣體的性質(zhì)鑒定是解決氣體除雜及鑒定實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵．