呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂。为了探究其反应原理,兴趣小组同学在老师的指导下,进行了如下探究,请你一起参与。
[查阅资料]过氧化钠在常温下与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠、碳酸钠和氧气。
[设计实验]浩明同学想通过下图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应,并验证反应产物。
(1)下列是实验室常用的仪器:
①A是二氧化碳气体的发生装置,装配该装置时,应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外,还需要的仪器有(填名称) 、 。实验室制取二氧化碳的化学方程式 。该装置在实验室还可以用来制取氧气,写出用该装置制取氧气的化学方程式 。
②实验室选择制取气体的发生装置,主要依据是 、 。
(2)用D所示的方法收集氧气,其依据是 ;收集氧气时,还可以选用 法收集。检验D装置试管内收集到中的气体是否氧气的方法、现象及结论是:待D中气体集满后,把试管移出水面,然后
。
(3)C中氢氧化钠的作用是吸收没有参与反应的CO2,如果没有连接这个装置,可能导致的后果是 。
(4)检验B中反应后剩余固体的成分。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及方程式 |
①取少量A中反应后的固体于试管中; ② ; ③ 。 | ② ③ | 反应后生成的固体是碳酸钠。写出步骤③的化学方程式
|
[反思与评价](1)通过上述实验,明明同学认为Na2O2与CO2反应除了生成Na2CO3和O2,还有可能生成NaHCO3。你认为他的结论 (选填“正确”或“不正确”),理由是 。写出Na2O2与二氧化碳反应的化学方程式 。
请说说呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的是优点 。
(本题17分)
(1)①锥形瓶、长颈漏斗;
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑;2H2O22H2O + O2↑ (各2分,共8分)
②反应物的状态、反应是否需要加热(或反应条件) (各1分,共2分)
(2)氧气不易溶于水 (2分)
向上排空气 (1分)
用燃着的木条伸入试管中,木条复燃,该气体是氧气 (3分)
(3)影响氧气的检验(其他合理答案亦可) (2分)
(4) (步骤、现象各1分,方程式2分,共6分)
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
②滴加稀盐酸 ③将生成的气体通入澄清石灰水中 | ②有气泡产生 ③澄清石灰水变浑浊 | Ca(OH)2 + CO2= CaCO3↓ + H2O |
[反思与评价](1)不正确 (1分)
反应物中没有氢元素,根据质量守恒定律,不可能生成NaHCO3 (2分)
2Na2O2 + 2CO2= 2Na2CO3 + O2 (2分)
(2)吸收呼吸产生的二氧化碳,同时生成氧气 (2分)
分析:(1)实验室通常用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳气体.所需的仪器有锥形瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞等.
(2)收集气体的依据通常是根据气体的密度与溶解性.不溶于水的,可以用排水法收集;比空气密度大的,用向上排气法收集;比空气密度小的,用向下排气法收集
(3)氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体,而氢氧化钙溶液是鉴别二氧化碳气体的
(4)盐酸能与碳酸盐反应生成二氧化碳气体,二氧化碳气体能使澄清的石灰水变浑浊.
[反思与评价]
(1)根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素的种类不变
(2)过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气.
解:(1)从所给图可知,此题制取气体的反应物是固体和液体,反应不需要加热,故答案为:①锥形瓶、长颈漏斗;
实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;该装置在实验室还可以用来制取氧气,写出用该装置制取氧气的化学方程式2H2O2 2H2O+O2↑
②实验室选择制取气体的发生装置,主要依据是:反应物的状态、反应是否需要加热(或反应条件).
(2)用D所示的方法收集氧气,其依据是:氧气不溶于水;
(3)如果没有氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体,则D收集的气体除了氧气,还有二氧化碳气体.故答案为:影响氧气的检验(其他合理答案亦可).
(4)过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气.B装置中有碳酸钠固体,所以此题的目的是鉴别碳酸钠.碳酸钠属于碳酸盐,可以利用碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体来鉴别.故答案为:
实验步骤 | 实验现象 |
②滴加稀盐酸 ③将生成的气体通入澄清石灰水中 | ②有气泡产生 ③澄清石灰水变浑浊 |
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(2)呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大优点:吸收呼吸产生的二氧化碳,同时生成氧气.
故答为:(1)①锥形瓶、长颈漏斗;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;2H2O22H2O+O2↑;
②反应物的状态、反应是否需要加热(或反应条件)
(2)氧气不易溶于水;(3)影响氧气的检验(其他合理答案亦可);(4)
实验步骤 | 实验现象 |
②滴加稀盐酸 ③将生成的气体通入澄清石灰水中 | ②有气泡产生 ③澄清石灰水变浑浊 |
(2)吸收呼吸产生的二氧化碳,同时生成氧气.
此题是综合性的实验探究题,考查了多方面的知识.碳酸盐的鉴别就是利用碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的这一性质.