Question

某學生課外活動小組模擬呼吸面具中的反應原理設計用如圖所示的儀器來制取氧氣并測量氧氣的體積．圖中量氣裝置E由甲乙兩根玻璃管組成，它們由橡皮管連通，并裝入適量水．甲管有刻度（0～50mL）供量氣用，乙管可上下移動調節(jié)液面高低．
實驗可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水．
試回答：

實驗儀器
（1）圖中各裝置接口連接順序是⑤→③→④→

 

→

 

→

 

→

 

→⑧（填各接口的編號，其中連接膠管及夾持裝置均省略）．
（2）寫出裝置D中發(fā)生反應的化學方程式（可能多個反應，任寫一個即可）

 

．
（3）裝置A的作用是

 

，裝置B的作用是

 

．
（4）當反應中生成1molO₂時，轉移電子的物質的量為

 

，消耗Na₂O₂的質量為

 

．

Answer 1

考點：排氣量氣裝置

專題：實驗設計題

分析：題目要求利用過氧化鈉與二氧化碳（潮濕）反應制取氧氣，故首先需要制備二氧化碳．只有儀器C可以用來制取二氧化碳．制氣原料應該采用大理石和鹽酸，此法制得的二氧化碳中會含有少量氯化氫．須通過裝有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，以除去這些氯化氫．然后使凈化后的二氧化碳通過過氧化鈉來制取氧氣，該儀器只能選用裝置D．此反應屬于氣體與固體之間的反應，不易反應完全，為了除去生成的氧氣中混有未反應的二氧化碳，可以使它們通過儀器A．在測量氧氣體積時，為了使測量更為準確，要注意上下移動儀器E中的乙管，使甲、乙兩管的液面相平，以使甲管中的氣壓與大氣氣壓相等，同時視線應與甲管內凹液面最低處相平，以減少觀察誤差．最后根據(jù)方程式計算過氧化鈉的物質的量．

解答： 解：（1）儀器C可以用來制取二氧化碳，連接③用來除去HCl，④連接⑥可使二氧化碳與過氧化鈉反應生成氧氣，然后連接②可除去未反應的二氧化碳，最后連接⑧測量氣體的體積，所以順序為⑤③④⑥⑦②①⑧，故答案為：⑥⑦②①；
（2）裝置D中凈化后的二氧化碳通過過氧化鈉來制取氧氣：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑；
（3）儀器C可以用來制取二氧化碳，此法制得的二氧化碳中會含有少量氯化氫，須通過裝有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，以除去這些氯化氫，凈化后的二氧化碳通過過氧化鈉來制取氧氣，為了除去生成的氧氣中混有未反應的二氧化碳，可以使它們通過儀器A，故答案為：吸收氧氣中未反應的二氧化碳；吸收二氧化碳中混有的HCl；
（4）Na₂O₂中O元素化合價為-1價，在2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑的反應中，只有O元素的化合價發(fā)生變化，Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，如果反應生成1molO₂，由O元素化合價由-1價變化為0價可知，轉移的電子的物質的量2mol．
設消耗Na₂O₂的質量為Xg
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，
156                 1
Xg                  1mol

156

X

=

1

1

X=156g，
故答案為：2mol；156g．

點評：本題考查過氧化鈉與二氧化碳的反應，并考查氣體的制備、除雜、量氣等知識，題目難度中等，本題注意把握實驗原理和操作方法，注重基礎知識的積累．