Question

小明通过有关资料得知在宇宙飞船上可以安装盛有Na₂O₂（过氧化钠）的装置作为后备使用之一，它的作用是与人呼出的二氧化碳反应生成氧气．于是进行以下的探究活动：
（1）他用如图装置制取并收集一瓶氧气，为检验收集到的氧气中是否含有二氧化碳，他应向集气瓶中滴入

 

，振荡，发现

 

，证明他收集到的氧气中还含有CO₂．为使他能收集到一瓶较为纯净的氧气，你认为他应在甲、乙装置中间再连接以下的哪个装置？

 

．

（2）进一步探究反应后玻璃管中剩余白色固体的成分．
【进行猜想】提出两个猜想：①白色固体含有过氧化钠；②白色固体含碳酸钠．
【查阅资料】过氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠和氧气．
【实验探究】下面是对白色固体进行实验探究的实验报告，请补充表中空白．

实验	操作步骤	实验现象	实验解释与结论
检验白色固体中是否含有过氧化钠	1．取该少量白色固体于试管里，加入适量的水使其溶解． 小芳：用带火星的木条深入试管中． 小丽：去步骤1中得到的少量液体与试管管里，加两滴酚酞试液．	有气泡产生； 带火星的木条复燃	小芳：白色固体加入水后有氧气生成． 小丽：白色固体加入水后有   生成 通过实验两人都认为白色固体含过氧化钠．
检验白色固体是否含有碳酸钠．	小芳：另取步骤1中得到的少量液体与试管中，向其中滴加		白色物质中含有碳酸钠．

【实验反思】①小丽的方法正确吗？为什么？

 

．请你帮小丽一起完善她的实验，写出操作过程及现象

 

．
②过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为：

 

．
③假设某宇宙飞船中有4人，如果每人每小时消耗的氧气在某温度和压强条件下体积为50L，则该飞船中每天需要过氧化钠多少千克？（已知：在上述温度和压强条件下氧气的密度为1.5g/L）

 

．根据计算数据，请你对宇宙飞船中如果“使用过氧化钠作为唯一的供氧来源”发表看法：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据二氧化碳的检验方法和除去氧气中二氧化碳的方法分析；
（2）根据过氧化钠和碳酸钠的性质设计实验，通过验证生成物来确定是否含有这种物质；
【实验反思】①碳酸钠溶液呈碱性能够是酚酞变红
②根据反应物和生成物书写化学方程式；
③根据化学方程式进行求算，然后根据计算结果来评价该问题；

解答：解：（1）检验氧气中是否含有未反应的二氧化碳的方法是向集气瓶中滴加石灰水，看是否变浑浊，除去氧气中的二氧化碳用氢氧化钠溶液
（2）过氧化钠与水反应生成氧气，检验氧气用带火星的木条，碳酸钠与酸生成二氧化碳气体，
【实验反思】①在混合物中可能存在着碳酸钠，碳酸钠溶液也呈碱性，能够是酚酞变红，故小丽的做法错误，
②过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
③根据题给条件利用化学方程式来解答该题，如果在宇宙飞船中只使用过氧化钠来供给氧气，本身过氧化钠就很贵，且在太空中不适合载过重的质量．
根据题意可知每人每小时消耗氧气的质量为：50L×1.5g/L=75g，则4个人一天消耗氧气的质量为：75g×4×24=7200g=7.2kg
设消耗过氧化钠的质量为x
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156                 32
x                   7.2kg
   

156

x

=

32

7.2kg

解得：x=35.1kg
故答案为：（1）澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊；A．
（2）

实验	操作步骤	实验现象	实验解释与结论
检验白色固体中是否含有过氧化钠	1．取该少量白色固体于试管里，加入适量的水使其溶解． 小芳：用带火星的木条深入试管中． 小丽：去步骤1中得到的少量液体与试管管里，加两滴酚酞试液．	有气泡产生； 带火星的木条复燃 酚酞试液变红	小芳：白色固体加入水后有氧气生成． 小丽：白色固体加入水后有氢氧化钠生成 通过实验两人都认为白色固体含过氧化钠．
检验白色固体是否含有碳酸钠．	小芳：另取步骤1中得到的少量液体与试管中，向其中滴加稀盐酸	产生气泡	白色物质中含有碳酸钠．

[实验反思]：①不正确，碳酸钠溶液也显碱性，也能使酚酞变红；取少量液体于试管中，加足量的CaCl₂ 溶液使之充分反应，给上层清液中加酚酞，溶液变红．
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
③35.1kg；自身成本高、运输成本高、产生大量的碳酸钠处理困难等

点评：该题根据查阅资料提供的信息并结合实验步骤和现象解决问题．主要考查读题能力，能把题目所给信息与所学知识进行牵连．知道性质决定用途，用途体现性质．