Question

“神州七號”飛船的成功發射是我國航天事業的又一里程碑。“神州七號”太空艙利改變了“神舟”六號利用過氧化鈉（Na₂O₂）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣的原理，而是采用NiFe₂O₄將航天員呼出的CO₂轉化為O₂，而NiFe₂O₄的質量和化學性質都不變化，從而減少攜帶物品的質量。
（1）在該過程中NiFe₂O₄是_________。若NiFe₂O₄中Fe的化合價為＋3價，則Ni的化合價為________。
（2）過氧化鈉和二氧化碳反應的化學方程式為：2Na₂O₂＋2CO₂==2Na₂CO₃＋O₂↑。為了驗證該反應中氧氣的產生，某興趣小組的同學設計了如下圖所示的實驗。

A裝置中所發生反應的化學方程式為__________________；實驗前，把A、B、C、D中的玻璃管相連時，都是通過膠皮管連接，為了能順利地連接，你的方法是_____________；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到____________現象，即可證明裝置不漏氣。
（3）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是________________________。
（4）用向上排空氣法收集氧氣，并用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗氧氣是否收集滿，這是利用了氧氣的哪些性質？_______________________
（5）常溫下水也能與Na₂O₂反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式______________。若要檢驗干燥的二氧化碳能否與過氧化鈉反應生成氧氣，以上實驗裝置應如何改進？__________________
（6）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣在某溫度和壓強條件下體積為50L，則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少千克？（已知：在上述溫度和壓強條件下氧氣的密度為1.5g/L）

Answer 1

（1）催化劑；＋2
（2）CaCO₃＋2HCl==CaCl₂＋H₂O＋CO₂↑；反應物的狀態和反應條件等；漏斗頸中形成一段穩定的水柱（或液面不再下降）等
（3）C裝置處的澄清石灰水變渾濁
（4）氧氣的密度比空氣大，氧氣能支持燃燒（有助燃性）
（5）2Na₂O₂＋2H₂O==4NaOH＋O₂↑；在A、B裝置之間和B、C裝置之間增加氣體干燥裝置（或盛有濃硫酸的洗氣瓶）等。（只要答出在A、B裝置之間增加氣體干燥裝置就給分）
（6）解：50L氧氣的質量為：50 L×1.5g/L=75g
該潛水艇中每天消耗氧氣的質量為：4×24×75g=7200g　即7.2kg
設該潛水艇中每天需要過氧化鈉的質量為x
2Na₂O₂＋2CO₂==2Na₂CO₃＋O₂↑
　156　　　　　　　　　　 32
　x 　　　　　　　　　　　7.2kg
156/32＝x/7.2kg　　 x = 35.1kg
答：該潛水艇中每天需要過氧化鈉35.1kg。