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？

Answer 1

解：（1）A裝置中所發生的反應為石灰石的主要成分和稀鹽酸的反應，該反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；該反應為固液常溫型的反應，這是我們選擇發生裝置的依據，而在檢查裝置的氣密性時要保證裝置內外產生的壓強差，所以若觀察到漏斗頸中形成一段穩定的水柱（或液面不再下降）即可判斷該裝置的氣密性良好；
（2）二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，所以若觀察到C裝置處的澄清石灰水變渾濁，則可以說明二氧化碳沒被完全吸收；
（3）氧氣的密度比空氣大，所以可以用向上排氣法收集，而氧氣能支持燃燒，所以可以用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗氧氣是否收集滿；
（4）過氧化鈉和水的反應生成了氫氧化鈉和氧氣，所以該反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；根據題中要求可以知道若要檢驗干燥的二氧化碳能否和過氧化鈉反應，應該在在A、B裝置之間和B、C裝置之間增加氣體干燥裝置．
故答案為：（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；反應物的狀態和反應條件；漏斗頸中形成一段穩定的水柱（或液面不再下降）；
（2）C裝置處的澄清石灰水變渾濁；
（3）氧氣的密度比空氣大，氧氣能支持燃燒（有助燃性）；
（4）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．
分析：（1）A裝置中所發生的反應為石灰石的主要成分和稀鹽酸的反應，該反應為固液常溫型的反應，而在檢查裝置的氣密性時應該根據裝置內外產生的壓強差來進行，可以據此解答該題；
（2）二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，可以據此解答該題；
（3）根據氧氣的性質來完成解答；
（4）根據題中提示信息寫出過氧化鈉和水的反應的化學方程式；根據氧氣的性質來進行判斷即可．
點評：本考點屬于實驗探究題，考查了二氧化碳與過氧化鈉的有關性質和變化的規律，還考查了反應裝置的選擇、氣體的除雜和干燥，以及化學方程式的書寫，綜合性比較強．既有實驗過程的探究，又有結論的探究．本考點主要出現在實驗題中．