Question

金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：过氧化钠（Na₂O₂）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验．
（1）A装置中所发生反应的化学方程式为______；
实验室确定气体发生装置时应考虑的因素是______；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到______现象，即可证明装置不漏气．
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是______．
（3）用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，这是利用了氧气的哪些性质？
（4）如果用脱脂棉包裹一定量的Na₂O₂固体，然后向其中通入CO₂，脱脂棉很快就燃烧此现象说明该反应过程中能量是如何变化的？
（5）常温下水也能与Na₂O₂反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式．若要检验干燥的二氧化碳能否与过氧化钠反应生成氧气，以上实验装置应如何改进？
（6）实验室中的过氧化钠如果保存不当，容易与空气中的CO₂和水蒸汽发生反应变质．今称取10g过氧化钠样品（杂质不参加反应）放人烧杯中，向其中加入10g水，二者完全反应后．称量烧杯中剩余物质的总质量为18.4g（不包括烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计）．试计算过氧化钠样品中杂质的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：实验室制取CO₂，是在常温下，用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；二氧化碳的检验方法是：通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊．检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到漏斗颈中形成一段稳定的水柱，装置严密．用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，这是利用了氧气的密度比空气大，氧气能支持燃烧；根据化学方程式的计算要准确．
解答：解：（1）碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到漏斗颈中形成一段稳定的水柱，装置严密；气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；故答案为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；反应物的状态和反应条件等；漏斗颈中形成一段稳定的水柱（或液面不再下降）等
（2）二氧化碳的检验方法是：通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊．故答案为：C装置处的澄清石灰水变浑浊
（3）用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，这是利用了氧气的密度比空气大，氧气能支持燃烧；故答案为：氧气的密度比空气大，氧气能支持燃烧（或有助燃性）
（4）脱脂棉很快就燃烧此现象说明该反应是放热反应，故答案为：此反应是放热的
（5）常温下水与Na₂O₂反应，生成氧气和氢氧化钠，配平即可；若要检验干燥的二氧化碳能否与过氧化钠反应生成氧气，在A、B装置之间和B、C装置之间增加气体干燥装置；故答案为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；在A、B装置之间和B、C装置之间增加气体干燥装置（或盛有浓硫酸的洗气瓶）等．（说明：只要答出在A、B装置之间增加气体干燥装置就给分）
（6）解：生成O₂的质量为：10g+10g-18.4g=1.6g   
设过氧化钠样品中Na₂O₂的质量为x
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
2×78              32
  x               1.6g
        
X=7.8g                  
过氧化钠样品中杂质的质量分数为：×100%=22%   
答：过氧化钠样品中杂质的质量分数为22%．
故答案为：22%
点评：本考点主要考查了二氧化碳的制法、检查装置的气密性、氧气的化学性质等，同时也考查了化学方程式的书写和二氧化碳的检验，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．有关的计算要准确，本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．