Question

超氧化钾（KO₂）能和二氧化碳或水发生化学反应生成氧气．小青同学设计如下装置图探究超氧化钾和二氧化碳反应生成氧气．
（1）A装置为了除去二氧化碳中的氯化氢气体，写出该反应的方程式

NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑

，为了得到干燥的二氧化碳，B装置内装的物质名称是

浓硫酸

．
（2）检验收集的气体是氧气的具体方法

将带火星的木条伸入集气瓶中

．
（3）二氧化碳和超氧化钾反应，除了生成氧气外，还生成另一种物质．小青猜想可能是碳酸钾，她猜想的依据是

反应前后元素的种类不变

．为了验证该猜想，小青取反应后的固体，滴加稀盐酸，观察到有气泡冒出，将生成的气体通入到澄清石灰水中，观察到

澄清的石灰水变浑浊

，说明反应后生成碳酸钾．写出超氧化钾与二氧化碳反应的化学方程式

2CO₂+4KO₂═2K₂CO₃+3O₂

．
（4）超氧化钾和水反应的方程式是：4KO₂+2H₂O═4KOH+O₂↑．小青同学将7.1g的超氧化钾放入217.7g水中，充分反应后．求反应后所得溶液的溶质质量分数．

Answer 1

分析：（1）、（2）实验目的是探究CO₂与超氧化钾（KO₂）反应确实可以生成O₂，因此要除去二氧化碳中的氯化氢杂质和水蒸气，用碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体，然后用浓硫酸除去水蒸气，最后检验氧气用带火星的木条；书写化学方程式时要注意反应物和生成物的化学式，反应条件，配平等；
（3）根据质量守恒定律来回答，反应前后元素的种类不变，不能出现新的元素；检验二氧化碳的目的是验证反应后生成碳酸盐，排除超氧化钾和盐酸产生的氧气的干扰．
（4）根据已知方程式算出反应后溶质氢氧化钾的质量，再算出氧气气质量，再计算出溶液质量，根据计算公式再算出所得溶液的质量分数．

解答：解：二氧化碳和碳酸氢钠反应的化学方程式是：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．B装置中盛放的液体药品是浓硫酸，目的是干燥二氧化碳气体．为了得出结论，最后还要进行的实验操作是检验生成的气体是否是氧气，方法是：将带火星的木条伸入集气瓶中．
故答案是：（1）NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；浓硫酸；
（2）将带火星的木条伸入集气瓶中；
（3）运用质量守恒定律进行物质的推断，由于反应物中由k、C、O元素，故生成物中也一定含有这三种元素，所以推断生成物中含有碳酸盐--碳酸钾；
碳酸钾与稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水边浑浊．根据该实验知道，二氧化碳和过氧化钾反应的生成物是碳酸钾和氧气，其反应方程式为：2CO₂+4KO₂═2K₂CO₃+3O₂；
故答案是：反应前后元素的种类不变；澄清的石灰水变浑浊；2CO₂+4KO₂═2K₂CO₃+3O₂；
（4）解：设7.1g的超氧化钾与水反应生成氢氧化钾的质量为x，生成氢气质量为y，则
4KO₂+2H₂O═4KOH+O₂↑．
284        224  32
7.1g        x    y

284

7.1g

=

224

x

，

284

7.1g

=

32

y

，
解得，x=5.6g；
解得，y=0.8g，
反应后所得溶液的质量分数：

5.6g

7.1g+217.7g-0.8g

×100%=2.5%．
答：反应后所得溶液的溶质质量分数是2.5%．

点评：此题综合考察了物质的制取与收集装置的选取，物质的推断、鉴定，化学方程式的书写、质量守恒定律的运用等等，需要综合掌握化学知识，大胆的合理的进行推理．