Question

3．已知過氧化鈉（化學式為Na₂O₂）是一種淺黃色固體粉末，可用作呼吸面具里的供氧劑，利用人呼出的二氧化碳與Na₂O₂反應放出O₂，供給人的正常生命活動，該反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．某同學利用該反應原理制取氧氣，設計了如圖一所示的實驗裝置．

（1）裝置①中CO₂的制取方法有多種，若用稀鹽酸和石灰石制取CO₂，該反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O若用加熱NaHCO₃固體制取CO₂，應該選用的發生裝置為A（選填圖二中的字母）．
（2）夏天室溫很高的時候，檢驗A裝置氣密性的合理方法是：將導管口放入水面下，然后用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管，若導管口有氣泡冒出…，說明裝置不漏氣．
（3）為收集純凈干燥的O₂，裝置③中盛放的試劑為氫氧化鈉溶液，作用是除去二氧化碳；裝置④中盛放的試劑為濃硫酸，作用是干燥氣體；則⑤中收集方法可選用真空袋收集法．
（4）當觀察到裝置②中淺黃色固體變成白色時應停止通CO₂．
（5）此外，過氧化鈉也能與水反應生成堿和氧氣，試寫出該反應的化學方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，若用此反應制O₂，可選用的發生裝置為B（選填圖二中的字母）．

Answer 1

分析 （1）石灰石的主要成分為碳酸鈣，可以和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，可以據此寫出該反應的化學方程式；碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產生二氧化碳，所應該選擇固固加熱型的反應裝置；
（2）檢驗該裝置氣密性的合理方法是：將導管口放入水面下，然后用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管，若導管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣．
（3）通入的二氧化碳不可能被全部反應掉，為了得到較純凈的氧氣，應該在③中加入氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳，為了得到較干燥的氧氣，④中盛放的試劑應為濃硫酸來吸水干燥氧氣；為收集純凈干燥的O₂，可以據此解答；
（4）根據過氧化鈉是一種淺黃色固體粉末，Na₂CO₃是白色固體解答；
（5）據反應原理書寫方程式，并反應物狀態和反應條件選擇發生裝置．

解答 解：（1）石灰石的主要成分為碳酸鈣，可以和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產生二氧化碳，所應該選擇固固加熱型的反應裝置即A裝置；
（2）檢驗該裝置氣密性的合理方法是：將導管口放入水面下，然后用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管，若導管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣；
（3）通入的二氧化碳不可能被全部反應掉，為了得到較純凈的氧氣，應該在③中加入氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳；為了得到較干燥的氧氣，④中盛放的試劑應為濃硫酸來吸水干燥氧氣；為收集純凈干燥的O₂，最好選用真空袋收集法，防止混入水蒸氣和其他氣體；
（4）過氧化鈉是一種淺黃色固體粉末，Na₂CO₃是白色固體，故當觀察到裝置②中淺黃色固體變成白色時應停止通CO₂；
（5）過氧化鈉也能與水反應生成堿和氧氣，據反應前后元素的種類不變，則生成的堿是氫氧化鈉，反應的化學方程式是2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，該反應不需加熱，屬于固液常溫型，且過氧化鈉是粉末狀固體，所以不能用B裝置，應選擇C．
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，A；
（2）用熱毛巾捂住試管外壁或用酒精燈微熱試管；
（3）氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳，濃硫酸，干燥氣體，真空袋收集；
（4）淺黃色固體變成白色；
（5）2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，B．

點評 本題考查了過氧化鈉與二氧化碳的反應及其反應產物氧氣和氣體的除雜，完成此題，可以依據題干提供的信息以及已有的知識進行，能較好考查學生對知識的掌握和應用能力．