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(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(yīng)，產(chǎn)生O2
D		吸收未反應(yīng)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(yīng)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(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，不需要（填“需要”或“不需要”）在B裝置之后增加一個(gè)吸收水蒸氣的裝置；若你認(rèn)為需要增加一個(gè)吸收水蒸氣的裝置，應(yīng)選用此空不填做吸水劑；若你認(rèn)為不需要，請說明理由：因?yàn)樗�蒸氣也能與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，不影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（4）試管F中收集滿氣體后，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．

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(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分子質(zhì)量；
（3）因?yàn)檫^氧化鈉除了與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣外，還與水蒸氣也反應(yīng)生成氧氣，所以在B裝置之后不需要增加一個(gè)吸收水蒸氣的裝置；
（4）為防止倒吸需要先把導(dǎo)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(yàn)方法能使帶火星的木條復(fù)燃檢驗(yàn)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(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(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分子質(zhì)量為23.2，
故答案為：C；
（3）因?yàn)檫^氧化鈉除了與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣外，還與水蒸氣也反應(yīng)生成氧氣，所以在B裝置之后不需要增加一個(gè)吸收水蒸氣的裝置，
故答案為：不需要；因?yàn)樗�蒸氣也能與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，不影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（4）本實(shí)驗(yàn)的目的為證明過氧化鈉可作供氧劑，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．

點(diǎn)評 本題考查了性質(zhì)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)，題目難度中等，明確過氧化鈉與二氧化碳以及和水反應(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>