Question

14．某校課題研究小組的同學們為了探究“二氧化碳在什么條件下和過氧化鈉反應”．甲同學設計了如下的實驗探究：
實驗一：干燥的二氧化碳和過氧化鈉的反應：
在干燥的試管Ⅱ中裝入Na₂O₂，立即塞緊該試管的試管塞（試管塞上兩導氣管上的K₁和K₂處于關閉狀態），在試管Ⅰ內裝入試劑X后，按圖連好裝置，打開K₁和K₂，通入CO₂．幾分鐘后，將帶火星的木條插入試管Ⅲ中，觀察到木條不復燃，且Ⅱ中的淡黃色沒有變化．
實驗二：潮濕的二氧化碳和過氧化鈉的反應：
在試管Ⅰ內裝入試劑Y，其他操作同實驗一，觀察到木條復燃，且Ⅱ中的淡黃色變為白色．

試回答下列問題：
（1）在實驗一中，試劑X是濃硫酸，其作用是干燥．
（2）在實驗二中，試劑Y是水．
（3）在裝入Na₂O₂后，立即塞緊試管塞，且關閉K₁和K₂的目的是防止CO₂受潮；
（4）試管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是吸收未反應完的CO₂以便使木條復燃．
（5）根據上述兩個對比實驗的現象，甲同學得到的結論是：二氧化碳只有在水存在時才能和過氧化鈉反應．

Answer 1

分析 實驗一：在干燥的試管Ⅱ中裝入Na₂O₂，在通入CO₂之前，關閉K₁和K₂，在試管I內裝入試劑X可用濃硫酸，進行干燥二氧化碳，確保是干燥的二氧化碳和過氧化鈉的反應，打開K₁和K₂，通入CO₂，幾分鐘后，將帶火星的木條插入試管Ⅲ的液面上，觀察到木條不復燃說明無氧氣生成，且Ⅱ中的淡黃色沒有變化說明過氧化鈉未參加反應，說明干燥的二氧化碳和過氧化鈉不反應；
實驗二：實驗目的為潮濕的二氧化碳和過氧化鈉的反應，在試管Ⅰ裝入試劑Y，給二氧化碳提供水蒸氣，且不能吸收二氧化碳，可以為飽和碳酸氫鈉，打開K₁和K₂，通入CO₂，幾分鐘后，將帶火星的木條插入試管Ⅲ的液面上，觀察到木條復燃說明有氧氣生成，且Ⅱ中的淡黃色變為白色說明過氧化鈉參加反應，說明潮濕的二氧化碳和過氧化鈉反應；
（1）根據上面的分析可知，X可用濃硫酸，X試劑作用是干燥二氧化碳；
（2）Y試劑作用是給二氧化碳提供水蒸氣，據此答題；
（3）在裝入Na₂O₂后，立即塞緊試管塞，且關閉K₁和K₂的目的是防止溶液中的水蒸氣混入二氧化碳；
（4）根據上面的分析可知，試管Ⅲ中的NaOH溶液可以吸收未反應完的CO₂以便使木條復燃；
（5）通過一、二兩個實驗的實驗現象分析．

解答 解：實驗一：在干燥的試管Ⅱ中裝入Na₂O₂，在通入CO₂之前，關閉K₁和K₂，在試管I內裝入試劑X可用濃硫酸，進行干燥二氧化碳，確保是干燥的二氧化碳和過氧化鈉的反應，打開K₁和K₂，通入CO₂，幾分鐘后，將帶火星的木條插入試管Ⅲ的液面上，觀察到木條不復燃說明無氧氣生成，且Ⅱ中的淡黃色沒有變化說明過氧化鈉未參加反應，說明干燥的二氧化碳和過氧化鈉不反應；
實驗二：實驗目的為潮濕的二氧化碳和過氧化鈉的反應，在試管Ⅰ裝入試劑Y，給二氧化碳提供水蒸氣，且不能吸收二氧化碳，可以為飽和碳酸氫鈉，打開K₁和K₂，通入CO₂，幾分鐘后，將帶火星的木條插入試管Ⅲ的液面上，觀察到木條復燃說明有氧氣生成，且Ⅱ中的淡黃色變為白色說明過氧化鈉參加反應，說明潮濕的二氧化碳和過氧化鈉反應；
（1）根據上面的分析可知，X可用濃硫酸，X試劑作用是干燥二氧化碳，
故答案為：濃硫酸；干燥；
（2）Y試劑作用是給二氧化碳提供水蒸氣，所以Y為水，
故答案為：水；
（3）為了防止溶液中的水蒸氣混入二氧化碳，所以在裝入Na₂O₂后，通入CO₂前，關閉K₁和K₂，故答案為：防止CO₂受潮；
（4）根據上面的分析可知，試管Ⅲ中的NaOH溶液可以吸收未反應的二氧化碳，以便使木條復燃，
故答案為：吸收未反應完的CO₂以便使木條復燃；
（5）干燥的二氧化碳通過過氧化鈉，然后將帶火星的木條插入試管Ⅲ的液面上，觀察到木條不復燃，且Ⅱ中的淡黃色沒有變化，說明沒有氧氣生成，即干燥的二氧化碳與過氧化鈉不反應；在試管Ⅰ內裝入試劑Y，其他操作同實驗甲，觀察到木條復燃，且Ⅱ中的淡黃色變為白色，說明混有水蒸氣的二氧化碳與過氧化鈉反應；則二氧化碳只有在水存在時才能和過氧化鈉反應，
故答案為：干燥的二氧化碳不與Na₂O₂反應，潮濕的二氧化碳與Na₂O₂反應．

點評 本題考查了過氧化鈉與二氧化碳反應的探究實驗，為高頻考點，側重于學生的分析、實驗能力的考查，題目涉及試劑的選擇，注意把握實驗的原理，題目難度中等．