Question

2．在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑．請選用適當?shù)幕瘜W試劑和實驗用品．用圖中的實驗裝置進行實驗，證明過氧化鈉可作供氧劑．

（1）填寫表中空格：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B	飽和NaHCO3溶液
C	石棉絨與過氧化鈉	與CO2反應，產(chǎn)生O2
D		吸收未反應的CO2氣體

（2）在上述裝置中，11.6g CO₂和水蒸氣的混合氣體與足量的Na₂O₂充分反應后，固體質(zhì)量增加了3.6g，則原混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為C．
A．5.8          B．11.6          C．23.2             D．46.4
（3）為了達到實驗目的，不需要（填“需要”或“不需要”）在B裝置之后增加一個吸收水蒸氣的裝置；若你認為需要增加一個吸收水蒸氣的裝置，應選用此空不填做吸水劑；若你認為不需要，請說明理由：因為水蒸氣也能與過氧化鈉反應生成氧氣，不影響實驗目的．
（4）試管F中收集滿氣體后，下一步實驗操作是：把F中的導管移出水面，關閉分液漏斗活塞，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)，木條復燃，證明試管中收集的氣體是氧氣．

Answer 1

分析 （1）由實驗裝置可知，本實驗首先由CaCO₃和鹽酸反應生成CO₂，產(chǎn)生氣體通過飽和NaHCO₃溶液，以除去CO₂氣體中混入的HCl，然后過氧化鈉與CO₂和水氣反應，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)生反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，固體只增加了3.6g，是因為生成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），進而計算原混合氣體的平均相對分子質(zhì)量；
（3）因為過氧化鈉除了與二氧化碳反應生成氧氣外，還與水蒸氣也反應生成氧氣，所以在B裝置之后不需要增加一個吸收水蒸氣的裝置；
（4）為防止倒吸需要先把導氣管從水槽中拿出，用姆指堵住試管口，取出試管，依據(jù)氧氣的檢驗方法能使帶火星的木條復燃檢驗氧氣的存在．

解答 解：（1）產(chǎn)生氣體通過飽和NaHCO₃溶液，以除去CO₂氣體中混入的HCl，然后過氧化鈉與CO₂和水氣反應，產(chǎn)生O₂；由于生成的氧氣中混有二氧化碳氣體，應用NaOH溶液洗氣，吸收未反應的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	過氧化鈉
D	NaOH溶液

（2）向足量的固體Na₂O₂中通入11.6gCO₂和H₂O，發(fā)生反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，固體只增加了3.6g，是因為生成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分子質(zhì)量為23.2，
故答案為：C；
（3）因為過氧化鈉除了與二氧化碳反應生成氧氣外，還與水蒸氣也反應生成氧氣，所以在B裝置之后不需要增加一個吸收水蒸氣的裝置，
故答案為：不需要；因為水蒸氣也能與過氧化鈉反應生成氧氣，不影響實驗目的；
（4）本實驗的目的為證明過氧化鈉可作供氧劑，收集氣體后要驗證是否為氧氣，為防止倒吸，應先把F中的導管移出水面，然后關閉分液漏斗活塞，用帶火星的木條伸入試管口內(nèi)，木條復燃，證明試管中收集的氣體是氧氣，
故答案為：把F中的導管移出水面，關閉分液漏斗活塞，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)，木條復燃，證明試管中收集的氣體是氧氣．

點評 本題考查了性質(zhì)試驗方案的設計與評價，題目難度中等，明確過氧化鈉與二氧化碳以及和水反應的原理為解答關鍵，注意掌握性質(zhì)試驗方案的設計與評價原則，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．