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，用如圖中的實驗裝置進行實驗，證明過氧化鈉可作供氧劑．

（1）寫出儀器a的名稱分液漏斗．
（2）A是實驗室制取CO₂的裝置．寫出A中發(fā)生反應的離子方程式：CaCO₃+2H⁺═CO₂↑+H₂O+Ca²⁺．
（3）填寫表中空格：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B	飽和碳酸氫鈉溶液
D

（4）寫出儀器C中主要反應的化學方程式：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（5）若將鈉和過氧化鈉的混合物12.4g與足量的水反應后，生成的氣體在電火花用下恰好完全反應，且所得溶液的體積為100mL，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是4mol•L^-1．

Answer 1

分析 為證明過氧化鈉可作供氧劑，實驗中需要的反應物是二氧化碳和過氧化鈉，根據(jù)題中裝置可知，A是二氧化碳氣體的制備裝置，實驗室用碳酸鈣和稀鹽酸制二氧化碳，制得的二氧化碳中含氯化氫氣體，B是二氧化碳的凈化裝置，用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，在C中放置過氧鈉固體與二氧化碳反應產(chǎn)生氧氣，F(xiàn)是收集氧氣的裝置，最后對F收集到的氣體進行檢驗，檢驗氧氣前需除掉混在氧氣中的二氧化碳，用D裝置氫氧化鈉溶液吸收，據(jù)此解答．
（1）儀器a是分液漏斗；
（2）碳酸鈣與鹽酸反應生成二氧化碳、氯化鈣、水；
（3）C中裝有過氧化鈉，HCl與過氧化鈉要發(fā)生反應，飽和碳酸氫鈉溶液可除去CO₂中的HCl氣體，二氧化碳與過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣，從C裝置出來的氣體中為氧氣和未反應的二氧化碳，用盛有氫氧化鈉溶液的D裝置除去二氧化碳；
（4）過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣；
（5）設出Na₂O₂、Na的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，根據(jù)方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑表示出氧氣、氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)所收集的氣體在一定條件下恰好完全反應可知：n（H₂）=2n（O₂），據(jù)此列式計算出鈉和過氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量守恒計算出氫氧化鈉的物質(zhì)的量，最后根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出所得溶液的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：為證明過氧化鈉可作供氧劑，實驗中需要的反應物是二氧化碳和過氧化鈉，根據(jù)題中裝置可知，A是二氧化碳氣體的制備裝置，實驗室用碳酸鈣和稀鹽酸制二氧化碳，制得的二氧化碳中含氯化氫氣體，B是二氧化碳的凈化裝置，用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，在C中放置過氧鈉固體與二氧化碳反應產(chǎn)生氧氣，F(xiàn)是收集氧氣的裝置，最后對F收集到的氣體進行檢驗，檢驗氧氣前需除掉混在氧氣中的二氧化碳，用D裝置氫氧化鈉溶液吸收，
（1）儀器a是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，離子方程式為：CaCO₃+2H⁺═CO₂↑+H₂O+Ca²⁺，
故答案為：CaCO₃+2H⁺═CO₂↑+H₂O+Ca²⁺；
（3）C中裝有過氧化鈉，HCl與過氧化鈉要發(fā)生反應，飽和碳酸氫鈉溶液可除去CO₂中的HCl氣體，二氧化碳與過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣，從C裝置出來的氣體中為氧氣和未反應的二氧化碳，用盛有氫氧化鈉溶液的D裝置除去二氧化碳；
故答案為：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B		除去CO2中的HCl氣體
D	氫氧化鈉溶液	除去氧氣中的CO2

（4）過氧化鈉與二氧化碳反應的方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂ ，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂ ；
（5）設Na₂O₂、Na的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，根據(jù)質(zhì)量可得：①78x+23y=12.4，
所收集的氣體在一定條件下恰好完全反應，說明反應生成氣體物質(zhì)的量滿足：n（H₂）=2n（O₂），
根據(jù)方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑可知，n（H₂）=$\frac{1}{2}$y=2n（O₂）=2×$\frac{1}{2}$x，即：②x=$\frac{1}{2}$y，
根據(jù)①②聯(lián)立解得：x=0.1、y=0.2，
反應后溶液中溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)Na元素質(zhì)量守恒可知氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.1mol×2+0.2mol=0.4mol，
所得溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，
故答案為：4．

點評 本題以實驗為載體考查了化學方程式的書寫，明確物質(zhì)的性質(zhì)，并注意質(zhì)量守恒在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用基礎知識的能力．