Question

13．小強(qiáng)同學(xué)在化學(xué)氧自救器的說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，對自救器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理產(chǎn)生了興趣，小強(qiáng)與同學(xué)們展開了以下實(shí)驗(yàn)探究，請你一起參與他們的探究活動．
【提出問題】二氧化碳與超氧化鉀（KO₂）反應(yīng)除生成氧氣外，還生成什么物質(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，一種是氧氣，另一種是化合物．
【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是一種碳酸鹽      ②是一種堿；     ③是一種酸．
通過對反應(yīng)物的有關(guān)元素組成進(jìn)行分析，小東認(rèn)為小強(qiáng)的猜想一定是錯誤的是（填序號）②、③，理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物的組成中無氫元素故無酸堿生成．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們通過以下實(shí)驗(yàn)探究，驗(yàn)證小強(qiáng)同學(xué)的另一種猜想．

實(shí) 驗(yàn) 步 驟	觀察到的現(xiàn)象	實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論
取少量二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體放入試管中，然后加入鹽酸 將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中	有氣泡產(chǎn)生、 澄清的石灰水變渾濁．	猜想③（填序號）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 （填名稱）．

【交流與討論】
（1）根據(jù)上面的探究，寫出二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．
（2）查閱資料知，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．你認(rèn)為鑒定氧自救器藥罐中的生氧劑超氧化鉀是否需要更換的簡便的化學(xué)方法是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．

Answer 1

分析 【作出猜想】要推斷二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物可根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析判斷；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】可根據(jù)二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的生成物---碳酸鉀的性質(zhì)（碳酸鉀可與酸反應(yīng)生成二氧化碳）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計；
【交流與討論】（1）根據(jù)二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物及方程式的書寫方法書寫方程式；
（2）根據(jù)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”．

解答 解：【作出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；反應(yīng)前物質(zhì)中含鉀、碳、氧三種元素，由于反應(yīng)物中無H元素，而酸和堿中都含有氫元素，所以不可能為酸和堿；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】小強(qiáng)同學(xué)的另一個猜想是生成碳酸鹽，而碳酸鹽的特點(diǎn)是可以與酸反應(yīng)生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，故可向樣品中加入稀鹽酸并將生成氣體通入澄清的石灰水進(jìn)行鑒定；
【交流與討論】（1）二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物K₂CO₃和O₂，方程式是4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂；
（2）根據(jù)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”，只要鑒定有無氧氣即可，而鑒別氧氣可用帶火星的木條；
（3）[根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究可知二氧化碳和超氧化鉀可以反應(yīng)生成氧氣；
故答案為：
【作出猜想】：②；③；化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物的組成中無氫元素故無酸堿生成；
【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，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中	有氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	猜想 ③（填序號）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．

點(diǎn)評 本題以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了方程式的書寫、碳酸鹽的鑒別、等知識，知識跨度較大，能較好的考查學(xué)生的思維能力和對知識的掌握及應(yīng)用能力；通常推測化學(xué)反應(yīng)中生成物質(zhì)化學(xué)式的重要依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變進(jìn)行推斷．