Question

“神州六號”飛船的成功發射是我國航天事業的又一里程碑．金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：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，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右圖所示的實驗．

（1）A裝置中所發生反應的化學方程式為

 

；實驗室確定氣體發生裝置時應考慮的因素是

 

；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．
（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是

 

．
（3）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？
（4）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？
（5）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

分析：（1）書寫碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式即可，氣體發生裝置的選擇一般依據反應物的狀態和條件；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內的氣壓會不斷變大．
（2）C中的澄清石灰水可以證明有無二氧化碳存在；
（3）收集氣體的方法是利用的氣體的物理性質，驗滿是利用的氧氣的助燃性
（4）方程式可利用信息書寫；二氧化碳通入B裝置前要進行干燥處理
（5）根據化學方程式的計算解決，先要對消耗的氧氣進行體積與質量的轉化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂求過氧化鈉的質量

解答：解：（1）書寫碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式即可，氣體發生裝置的選擇一般依據反應物的狀態和條件；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內的氣壓會不斷變大，這樣會形成一段水柱而不下降
故答案為：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（2）C是證明有無二氧化碳的裝置，只要石灰水變渾濁就有二氧化碳存在，否則沒有
故答案為：C裝置處的澄清石灰水變渾濁（1分）
（3）收集氣體的方法是利用的氣體的物理性質，向上排空氣法是因為密度比空氣大，驗滿是利用的氧氣的助燃性，看集氣瓶口帶火星木條是否復燃
故答案為：氧氣的密度比空氣大，氧氣能支持燃燒（有助燃性）（1分）
（4）方程式可利用信息書寫；實驗需要干燥二氧化碳則需加入一個干燥裝置，在A、B或B、C之間均可
故答案為：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
（5）解：50L氧氣的質量為：50L×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．

點評：此題是一道綜合實驗題，設計的題型較多是一道基礎知識的綜合訓練題