Question

4．某學(xué)生課外活動(dòng)小組，模擬呼吸面具中的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)用下圖所示的儀器來(lái)制取氧氣并測(cè)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(dòng)調(diào)節(jié)液面高低．
實(shí)驗(yàn)可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過(guò)氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水．

試完成下列問(wèn)題：
（1）圖中各裝置接口連接順序是⑤③④⑥⑦②①⑧（⑥、⑦可換位）（填各接口的編號(hào)，其中連接膠管及夾持裝置均省略）．
（2）裝置C中放入的反應(yīng)物是大理石和鹽酸．
（3）裝置D中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑ 2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑
（4）裝置A的作用是除去混在O₂中未反應(yīng)的CO₂，裝置B的作用是吸收CO₂中混有的HCl．
（5）為了較準(zhǔn)確測(cè)量氧氣的體積，除了必須檢查整個(gè)裝置的氣密性之外，在讀反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)及求其差值的過(guò)程中，應(yīng)注意a和c（填字母編號(hào)）．
a．視線(xiàn)與凹液面最低處相平             b．等待片刻，待乙管中液面不再上升時(shí)立刻讀數(shù)
c．讀數(shù)時(shí)應(yīng)上下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面相平  d．讀數(shù)時(shí)不一定使甲、乙兩管液面相平
（6）反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4mL，則反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為1.204×10²¹．

Answer 1

分析 題目要求利用過(guò)氧化鈉與二氧化碳（潮濕）反應(yīng)制取氧氣，故首先需要制備二氧化碳．只有儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳．制氣原料應(yīng)該采用大理石和鹽酸，此法制得的二氧化碳中會(huì)含有少量氯化氫．須通過(guò)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(guò)過(guò)氧化鈉來(lái)制取氧氣，該儀器只能選用裝置D．此反應(yīng)屬于氣體與固體之間的反應(yīng)，不易反應(yīng)完全，為了除去生成的氧氣中混有未反應(yīng)的二氧化碳，可以使它們通過(guò)儀器A．在測(cè)量氧氣體積時(shí)，為了使測(cè)量更為準(zhǔn)確，要注意上下移動(dòng)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(shí)視線(xiàn)應(yīng)與甲管內(nèi)凹液面最低處相平，以減少觀(guān)察誤差，
（1）儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳，連接3用來(lái)除去HCl，4連接6可使二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，然后連接2可除去未反應(yīng)的二氧化碳，最后連接8測(cè)量氣體的體積，據(jù)此分析裝置連接順序；
（2）只有儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳，制氣原料應(yīng)該采用大理石和鹽酸；
（3）裝置D中是二氧化碳、水蒸氣通過(guò)過(guò)氧化鈉來(lái)制取氧氣：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑；
（4）儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳，此法制得的二氧化碳中會(huì)含有少量氯化氫，須通過(guò)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(guò)過(guò)氧化鈉來(lái)制取氧氣，通過(guò)氫氧化鈉溶液吸收混在氧氣中的二氧化碳?xì)怏w；
（5）排水量器操作注意：①讀數(shù)時(shí)要調(diào)節(jié)E中甲乙的液面使其同一高度；②讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)要與凹液面最低處相平，③恢復(fù)到室溫；
（6）反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4mL，為過(guò)氧化鈉生成的氧氣，2mol過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成1mol氧氣，電子轉(zhuǎn)移2mol．

解答 解：（1）儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳，連接3用來(lái)除去HCl，4連接6可使二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，然后連接2可除去未反應(yīng)的二氧化碳，最后連接8測(cè)量氣體的體積，所以順序?yàn)椋孩茛邰堍蔻撷冖佗啵á�、⑦可換位），
故答案為：⑤③④⑥⑦②①⑧（⑥、⑦可換位）；
（2）只有儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳，制氣原料應(yīng)該采用大理石和鹽酸，可在C中加止水夾，可控制反應(yīng)的進(jìn)行，
故答案為：大理石；鹽酸；
（3）裝置D中是二氧化碳、水蒸氣通過(guò)過(guò)氧化鈉來(lái)制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑；
（4）儀器C可以用來(lái)制取二氧化碳，此法制得的二氧化碳中會(huì)含有少量氯化氫，須通過(guò)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(guò)過(guò)氧化鈉來(lái)制取氧氣，為了除去生成的氧氣中混有未反應(yīng)的二氧化碳，可以使它們通過(guò)儀器A，
故答案為：除去混在O₂中未反應(yīng)的CO₂；吸收CO₂中混有的HCl；
（5）為了較準(zhǔn)確地測(cè)量氧氣的體積，除了必須檢查整個(gè)裝置的氣密性之外，在讀取反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)．求其差值的過(guò)程中，應(yīng)注意：①讀數(shù)時(shí)要調(diào)節(jié)E中甲乙的液面使其同一高度；②讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)要與凹液面最低處相平，故答案為：a、c．
（6）反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4mL，為過(guò)氧化鈉生成的氧氣物質(zhì)的量=$\frac{0.0224L}{22.4L/mol}$=0.001mol，2mol過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成1mol氧氣，電子轉(zhuǎn)移2mol，電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量0.002mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為6.02×10²³×0.002mol×N_A=1.204×10²¹，
故答案為：1.204×10²¹．

點(diǎn)評(píng) 本題考查過(guò)氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)，并考查氣體的制備、除雜、量氣等知識(shí)，題目難度中等，本題注意把握實(shí)驗(yàn)原理和操作方法，注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累．