Question

2．过氧化钠（Na₂O₂）是一种化学性质活泼的淡黄色颗粒状固体，在通常情况下能跟许多物质发生化学反应．例如：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，为了验证CO₂跟Na₂O₂反应产生的气体是O₂，设计了如下实验装置．试回答：
（1）设计A、B装置的目的是净化导入的CO₂．其中①A装置的作用是除去CO₂中所含的氯化氢气体，其瓶内液体是饱和NaHCO₃溶液溶液，所发生反应的化学方程式是NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；②B装置的作用是除去A瓶中导出的CO₂中的水蒸气，其瓶内液体是浓硫酸．
（2）C装置的作用是除去反应后导出气体中残余的CO₂，其瓶内液体是NaOH溶液溶液，所发生反应的化学方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）为了确定CO₂与Na₂O₂反应的气体产物，最后还要采用的验证实验操作是将带火星的木条放在导管口，木条复燃．
（4）通过测定盛有Na₂O₂的反应容器（含所装固体）在反应前后的质量变化可以求出实验产生O₂的质量．若该容器（含所装固体）经过反应后总质量增加ag，则产生O₂的质量为$\frac{4a}{7}$g；在0℃和常压下O₂的密度为1.43g/L，若不考虑O₂的溶解，此实验中能收集到0℃和常压下氧气的体积为0.4aL．

Answer 1

分析 （1）为了验证CO₂与Na₂O₂反应产生的气体是O₂，又因为Na₂O₂与水、HCl都能反应产生氧气，因此气体通过Na₂O₂前必须先将水、HCl都除去，又因为气体通过饱和NaHCO₃溶液时会带出水蒸气，因此先除去HCl，后除去水蒸气．如将A、B两瓶内所盛的液体互换，直接的后果是从B瓶中导出的CO₂仍有水蒸气；氧气的检验方法是用带火星的木条看是否复燃；
（2）根据2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑计算装置质量增加的质量差，结合方程式的计算及体积=$\frac{质量}{密度}$，进行计算．

解答 解：（1）为了验证CO₂与Na₂O₂反应产生的气体是O₂，又因为Na₂O₂与水、HCl都能反应产生氧气，因此气体通过Na₂O₂前必须先将HCl、水都除去，即分别通过和饱和NaHCO₃溶液、浓硫酸；气体通过饱和NaHCO₃溶液时会带出水蒸气，因此先除去HCl，后通过浓硫酸除去水蒸气；
故答案为：①除去CO₂中所含的氯化氢气体；饱和NaHCO₃溶液；NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；②除去A瓶中导出的CO₂中的水蒸气；浓硫酸；
（2）为了检验氧气，因此装置C中应该是氢氧化钠溶液除去反应后导出气体中残余的CO₂；
故答案为：NaOH溶液；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（3）氧气的检验方法是用带火星的木条看是否复燃，为了确证CO₂与Na₂O₂反应产生的气体是氧气需将带火星的木条放在导管口；
故答案为：将带火星的木条放在导管口，木条复燃；
（4）设生成氧气的质量为x
根据2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
           88          32   反应装置理论增加的量为88-32=56，
                       x    反应装置实际增加的量为a
根据题意得：$\frac{32}{x}$=$\frac{56}{a}$，解得x=$\frac{4a}{7}$；求氧气的体积根据公式，体积=$\frac{质量}{密度}$=$\frac{4a/7g}{1.43g/L}$=0.4aL．
故答案为：$\frac{4a}{7}$；0.4a．

点评 综合实验是将基本仪器、基本操作、气体制备、物质的检验、除杂质、化学反应、计算等综合到一起，在解题时注意弄清楚实验的思路，即实验的目的是什么，目的是如何实现的，需要进行哪些操作，实验过程中产生了哪些现象，从这些现象中能得到哪些结论等．