Question

4．在呼吸面具和潛水艇中可用過(guò)氧化鈉作為供氧劑．請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品、用圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑．
（1）填寫(xiě)表中空格：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B	飽和NaHCO3溶液	除去CO2氣體中混入的HCl
C	石棉絨與過(guò)氧化鈉	與CO2和水氣反應(yīng)，產(chǎn)生O2
D	NaOH	吸收未反應(yīng)的CO2氣體

（2）在上述某一裝置中，11.6g CO₂和水蒸氣的混合氣體與足量的Na₂O₂充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加了3.6g，則原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為23.2 
A.5.8   B.11.6  C.23.2  D.46.4
（3）試管F收集滿氣體后，下一步實(shí)驗(yàn)操作是把F中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣
（4）某人按下列方程測(cè)定樣品中Na₂O₂的含量：稱取一定量樣品溶于足量的水，發(fā)生反應(yīng)：Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂，2H₂O2$\frac{\underline{\;NaOH\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，根據(jù)生成O₂的量計(jì)算樣品中Na₂O₂的純度，他仔細(xì)實(shí)驗(yàn)過(guò)多次，得到的Na₂O₂含量均明顯低于實(shí)際含量，這是因?yàn)锽．
A．稱量錯(cuò)誤
B．H₂O₂分解不完全
C．Na₂O₂轉(zhuǎn)化為H₂O₂和NaOH的反應(yīng)不完全
D．裝置漏氣．

Answer 1

分析 （1）由實(shí)驗(yàn)裝置可知，本實(shí)驗(yàn)首先由CaCO₃和鹽酸反應(yīng)生成CO₂，產(chǎn)生氣體通過(guò)飽和NaHCO₃溶液，以除去CO₂氣體中混入的HCl，然后過(guò)氧化鈉與CO₂和水氣反應(yīng)，產(chǎn)生O₂，用排水法收集O₂，最后取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣；
（2）向足量的固體Na₂O₂中通入11.6gCO₂和H₂O，發(fā)生反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，固體只增加了3.6g，是因?yàn)樯�成O₂，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知m（O₂）=11.6g-3.6g=8g，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算生成氧氣的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式可知n（混合氣體）=2n（O₂），進(jìn)而計(jì)算原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；
（3）根據(jù)氧氣的驗(yàn)證方法分析；
（4）由于試驗(yàn)過(guò)多次，不可能是稱量錯(cuò)誤、裝置漏氣的原因，然后結(jié)合反應(yīng)方程式分析導(dǎo)致Na₂O₂含量均明顯低于實(shí)際含量的原因．

解答 解：（1）產(chǎn)生氣體通過(guò)飽和NaHCO₃溶液，以除去CO₂氣體中混入的HCl，然后過(guò)氧化鈉與CO₂和水氣反應(yīng)，產(chǎn)生O₂；由于生成的氧氣中混有二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)用NaOH溶液洗氣，吸收未反應(yīng)的CO₂氣體，用排水法收集O₂，
故答案為：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B		除去CO2氣體中混入的HCl
C	過(guò)氧化鈉	與CO2和水氣反應(yīng)，產(chǎn)生O2
D	NaOH溶液	吸收未反應(yīng)的CO2氣體

（2）向足量的固體Na₂O₂中通入11.6gCO₂和H₂O，發(fā)生反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，固體只增加了3.6g，是因?yàn)樯�成O₂，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知m（O₂）=11.6g-3.6g=8g，氧氣的物質(zhì)的量為：n（O₂）=$\frac{8g}{32g/mol}$=0.25mol，
根據(jù)方程式2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑可知n（混合氣體）=2n（O₂）=2×0.25mol=0.5mol，
所以原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：$\frac{11.6g}{0.5mol}$=23.2g/mol，故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為23.2，
故答案為：23.2；
（3）本實(shí)驗(yàn)的目的為證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑，收集氣體后要驗(yàn)證是否為氧氣，為防止倒吸，應(yīng)先把F中的導(dǎo)管移出水面，然后關(guān)閉分液漏斗活塞，用帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣，
故答案為：把F中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復(fù)燃，證明試管中收集的氣體是氧氣；
（4）A．由于反復(fù)試驗(yàn)多次，不能是因?yàn)榉Q量錯(cuò)誤導(dǎo)致Na₂O₂含量均明顯低于實(shí)際含量，故A錯(cuò)誤；
B．H₂O₂分解不完全，在反應(yīng)后的溶液中存在部分雙氧水分子，會(huì)導(dǎo)致生成的氧氣的量偏小，則得到的Na₂O₂含量均明顯低于實(shí)際含量，故B正確；
C．Na₂O₂轉(zhuǎn)化為H₂O₂和NaOH的反應(yīng)會(huì)完全反應(yīng)，不可能出現(xiàn)該反應(yīng)不完全，故C錯(cuò)誤；
D．反復(fù)試驗(yàn)多次，不會(huì)因?yàn)檠b置漏氣導(dǎo)致Na₂O₂含量均明顯低于實(shí)際含量，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了性質(zhì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，明確過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的原理為解答關(guān)鍵，注意掌握性質(zhì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)原則，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>