Question

19．如圖是Na₂O₂和CO₂定性、定量實驗的裝置示意圖．

注射器1中抽取了100 mL CO₂，U型管中裝有適量小玻璃珠和約1.5 gNa₂O₂粉末．實驗開始時，打開K₁、K₂、K₄止水夾，關閉K₃止水夾，推動注射器1活塞，緩緩將CO₂壓至U形管，注射器2活塞緩緩向外移動．回答下列問題：（本題不考慮注射器內壁的摩擦阻力）
（1）U形管內的玻璃珠并不參與反應，其所起的作用除防止過氧化鈉粉末被吹走外，另一個重要作用是增大過氧化鈉和二氧化碳的接觸面，使反應完全．
（2）U形管中可觀察到的反應現象是淡黃色粉末漸漸變白．
（3）注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的氣體大于50 mL，其原因除可能仍還含CO₂外，還有一個重要原因是該反應為放熱反應，使反應后氣體溫度升高，體積變大．
（4）為了使剩余氣體中二氧化碳能反應完，接下來的操作是將注射器2中氣體再推入U形管，反復數次．
（5）要證明反應產物之一為氧氣，最為方便的實驗方法是打開橡膠塞，立即將帶有火星的木條伸入U形管中，木條復燃．
（6）本實驗結束后固體產物板結，難以從U型管中取出，為了要證明固體產物中含有碳酸鹽，實驗時還需要從如圖所示儀器和試劑中選擇DEA（填字母）．當裝置和藥品都安裝完畢后，接下來的操作步驟是關閉K₁、K₄止水夾，打開K₂、K₃止水夾；打開分液漏斗活塞將稀鹽酸滴入U形管中，觀察試管內Ca（OH）₂溶液是否變渾濁．

Answer 1

分析 （1）U型管內的玻璃珠并不參與反應，所起的作用除防止過氧化鈉粉末被吹走外，增大過氧化鈉和二氧化碳氣體接觸面積使之充分反應；
（2）CO₂與Na₂O₂反應生成白色固體Na₂CO₃和O₂，隨過氧化鈉和二氧化碳的反應生成碳酸鈉固體，固體由黃色變化為白色；
（3）依據二氧化碳和過氧化鈉反應生成氧氣的體積減小一半為50ml，但反應是放熱反應，溫度升高，放出的熱使氣體體積膨脹，氣體體積增大；
（4）為了使剩余氣體中二氧化碳能反應完，注射器中反復幾次推入U形管；
（5）依據氧氣特征性質是能使帶火星的木條復燃證明；
（6）依據反應生成的固體是碳酸鈉，設計實驗用鹽酸溶解后生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁證明．

解答 解：（1）U型管內的玻璃珠并不參與反應，其所起的作用除防止過氧化鈉粉末被吹走外，另一個重要作用是，小玻璃珠的存在相當于將過氧化鈉固體“稀釋”，增大過氧化鈉和二氧化碳的接觸面，加快反應速率，使反應完全，
故答案為：增大過氧化鈉和二氧化碳的接觸面，使反應完全；
（2）U形管中過氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉，固體顏色逐漸由黃色變化為白色，
故答案為：淡黃色粉末漸漸變白；
（3）注射器I體積為100ml，活塞推到底后，依據反應2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，反應后生成的氧氣為50ml，注射器2中收集到的氣體大于50mL，其原因除可能仍還含CO₂外，還有一個重要原因是該反應為放熱反應，使反應后氣體溫度升高，放出的熱使氣體體積膨脹，體積變大，
故答案為：該反應為放熱反應，使反應后氣體溫度升高，體積變大；
（4）為了使剩余氣體中二氧化碳能反應完，注射器中反復幾次推入U形管，將注射器2中氣體再推入U型管，反復數次，
故答案為：將注射器2中氣體再推入U型管，反復數次；
（5）氧氣特征性質是能使帶火星的木條復燃證明，打開橡膠塞，立即將帶有火星的木條伸入U型管中，木條復燃，證明生成氧氣，
故答案為：打開橡膠塞，立即將帶有火星的木條伸入U型管中，木條復燃；
（6）反應生成的固體是碳酸鈉，設計實驗用鹽酸溶解后生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁證明，選擇單孔膠塞，分液漏斗和稀鹽酸，組裝好裝置，從分液漏斗加入稀鹽酸和生成的碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，據統計步驟為：關閉K₁、K₄止水夾，打開K₂、K₃止水夾；打開分液漏斗活塞將稀鹽酸滴入U型管中，觀察試管內Ca（OH）₂溶液是否變渾濁，若變渾濁證明生成碳酸鈉，
故答案為：DEA；關閉K₁、K₄止水夾，打開K₂、K₃止水夾；打開分液漏斗活塞將稀鹽酸滴入U形管中，觀察試管內Ca（OH）₂溶液是否變渾濁．

點評 本題考查了實驗驗證物質性質的實驗方法和設計，物質性質，氣體體積變化，氣體驗證，掌握實驗基本操作和注意問題是關鍵，題目難度中等．