Question

氧氣和二氧化碳是初中化學常見的兩種重要物質(zhì)．請你參與下列氧氣和二氧化碳有關制備、轉化的實驗探究活動．

Ⅰ：實驗室制取氧氣和二氧化碳．
（1）用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生反應的化學方程式是

 

．如果要制得較純凈的氧氣，應該選擇裝置

 

（填圖1裝置圖示中序號）收集．
（2）制取二氧化碳，可選擇圖示中B與F組合為裝置，需要的化學藥品是

 

；向B中加入藥品前的一步實驗操作是

 

．該組合裝置既可用于制取二氧化碳又可用來制取氧氣，其中選用相同發(fā)生裝置制取二氧化碳和氧氣的原因是

 

．
Ⅱ：用過氧化鈉反應來制取氧氣，是潛水員使用的供氧裝置的原理．
【查閱資料】常溫常壓下過氧化鈉是淡黃色固體，在不需要加熱的情況下能與二氧化碳反應生成氧氣和另一化合物（生活中常見的鹽）；過氧化鈉能與水反應生成氧氣和氫氧化鈉．
【設計裝置】為驗證過氧化鈉（Na₂O₂）和CO₂反應原理，設計如圖2實驗裝置．
【實驗操作】向裝置X中通入足量CO₂氣體，觀察到X瓶中的淡黃色固體逐漸變?yōu)榘咨�粉末，同時見到Y、Z裝置中有氣泡出現(xiàn)．
【實驗分析】
（3）過氧化鈉與二氧化碳反應除生成氧氣外，另一化合物的化學式為

 

；Y中的溶液是

 

；Z中濃硫酸的作用是

 

．
（4）驗證過氧化鈉和二氧化碳反應生成氧氣的操作是

 

．
（5）反應結束后，可設計一個簡單實驗，驗證X瓶中過氧化鈉是否有剩余（除用二氧化碳驗證外），其實驗原理是

 

（用化學方程式表示）．

Answer 1

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,實驗室制取氧氣的反應原理,氧氣的檢驗和驗滿,二氧化碳的實驗室制法,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
氧氣不易溶于水，密度比空氣大；
（2）實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，通常情況下，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水；
通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
（3）過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣；
氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳氣體；
濃硫酸具有吸水性，可以用作某些物質(zhì)的干燥劑；
（4）氧氣能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；
（5）可以用水驗證X瓶中過氧化鈉是否有剩余．

解答：解：（1）用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生反應的化學方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
因為氧氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，即用F裝置收集，氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，即用C裝置收集，用排水法收集的氧氣比用排空氣法收集的氧氣純凈．
故填：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；C．
（2）制取二氧化碳，可選擇圖示中B與F組合為裝置，需要的化學藥品是大理石或石灰石和稀鹽酸；
向B中加入藥品前的一步實驗操作是檢查裝置氣密性；
該組合裝置既可用于制取二氧化碳又可用來制取氧氣，其中選用相同發(fā)生裝置制取二氧化碳和氧氣的原因是藥品狀態(tài)相同且都不需要加熱．
故填：大理石或石灰石和稀鹽酸；檢查裝置氣密性；藥品狀態(tài)相同且都不需要加熱．
（3）過氧化鈉與二氧化碳反應除生成氧氣外，另一化合物的化學式為碳酸鈉，化學式是Na₂CO₃；
Y中的溶液是氫氧化鈉溶液；Z中濃硫酸的作用是除去水蒸氣．
故填：Na₂CO₃；氫氧化鈉溶液；除去水蒸氣．
（4）驗證過氧化鈉和二氧化碳反應生成氧氣的操作是把帶火星的木條放在尖嘴管口，帶火星的木條復燃．
故填：把帶火星的木條放在尖嘴管口，帶火星的木條復燃．
（5）反應結束后，可以用水驗證X瓶中過氧化鈉是否有剩余，過氧化鈉和水反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

點評：合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．