Question

12．小波在“化學氧自救器”的說明書中看到“人呼出二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO₂）接觸能產生氧氣”，對自救器內發生的化學反應原理產生了探究欲望．他與同學們一起進行了實驗探究活動．
活動1：探究CO₂與超氧化鉀（KO₂）反應確實可以生成O₂．
[查閱資料]超氧化鉀（KO₂）能與CO₂、或與H₂O反應都能生成O₂；
未查到超氧化鉀（KO₂）能否與HCL氣體反應的資料．
[進行實驗]同學們設計了如下實驗裝置．其中A裝置的作用是除去CO₂中混入的HCl氣體，該反應的化學方程式是NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．B裝置中盛放的液體藥品是濃硫酸．D裝置的作用是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O （用化學方程式表示）．為了得出結論，最后還要進行的實驗操作是將帶火星的木條伸入集氣瓶．
活動II：探究二氧化碳與超氧化鉀反應除生成氧氣外還生成什么物質？
[老師提示]二氧化碳與超氧化鉀反應的產物只有氧氣和某化合物．
[做出猜想]二氧化碳與超氧化鉀反應生成的化合物是什么？小波同學做出了三種猜想：①是一種酸；②是一種堿；③是一種碳酸鹽．
通過分析，小英同學認為猜想①和②是錯誤的，她得出此結論的依據是質量守恒定律（或二氧化碳與超氧化鉀都不含氫元素，根據質量守恒定律，不可能生成含有氫元素的酸或堿）．
[進行實驗]驗證猜想③是正確的．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取適量二氧化碳與超氧化鉀反應后的固體于試管中，滴加適量稀鹽酸，并將產生的氣體通往澄清石灰水中．		猜想是③正確的

[反思評價]二氧化碳與超氧化鉀反應的化學方程式是2CO₂+4KO₂═2K₂CO₃+3O₂．

Answer 1

分析 活動Ⅰ：實驗目的是探究CO₂與超氧化鉀（KO₂）反應確實可以生成O₂，因此要除去二氧化碳中的氯化氫雜質和水蒸氣，用碳酸氫鈉溶液除去氯化氫氣體，然后用濃硫酸除去水蒸氣，最后檢驗氧氣用帶火星的木條；書寫化學方程式時要注意反應物和生成物的化學式，反應條件，配平等；
活動Ⅱ：根據質量守恒定律來回答，反應前后元素的種類不變，不能出現新的元素；檢驗二氧化碳的目的是驗證反應后生成碳酸鹽，排除超氧化鉀和鹽酸產生的氧氣的干擾．

解答 解：活動Ⅰ：氯化氫氣體和碳酸氫鈉反應的化學方程式是NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．B裝置中盛放的液體藥品是濃硫酸，目的是干燥二氧化碳氣體．D裝置的作用吸收沒有反應的二氧化碳氣體，化學方程式是 2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．為了得出結論，最后還要進行的實驗操作是檢驗生成的氣體是否是氧氣，方法是將帶火星的木條伸入集氣瓶中；
活動Ⅱ：作出猜想：運用質量守恒定律進行物質的推斷，由于反應物中無H元素，故生成物中也一定無酸或堿，從而排出①②；
進行實驗：碳酸鹽的鑒定，可以根據生成物CO₂或生成物碳酸鹽來確定；
故答案為：
活動Ⅰ：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，濃硫酸，2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，將帶火星的木條伸入集氣瓶中；
活動Ⅱ：質量守恒定律（或二氧化碳與超氧化鉀都不含氫元素，根據質量守恒定律，不可能生成含有氫元素的酸或堿）；2CO₂+4KO₂═2K₂CO₃+3O₂．

點評 本題綜合考察了物質的制取與收集裝置的選取，物質的推斷、鑒定，化學方程式的書寫、質量守恒定律的運用等等，需要綜合掌握化學知識，大膽的合理的進行推理．