Question

13．课外小组同学用实验证明“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”．
（1）实验准备
【查阅资料】
①过氧化钠能与水、二氧化碳，盐酸反应，反应过程中均有氧气放出．
过氧化钠与二氧化碳反应时，除生成氧气外，还生成一种工业上制玻璃的原料，写出该反应的化学方程式2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．
②CO₂能与碳酸钠水溶液反应生成碳酸氢钠，CO₂在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解．
【设计方案】
①小组同学设计了如图所示的实验装置．

②老师指出，应在M点前增加下列C装置，才能得到更准确的实验结论．

（2）实验过程
①连接仪器，检查装置的气密性，将K₁、K₂关闭；
②向装置中分别加入所需药品，写出装置Ⅰ中发生反应的化学方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
③实验时，先打开K₂（填K₁或K₂ ），将带火星的木条置于a口处，一段时间后，关闭它，再打开另一个弹簧夹，再将带火星的木条置于a口处．
④实验过程中观察到带火星的木条始终不复燃．
（3）实验分析
①为观察到最终木条复燃，甲建议在Ⅲ后安装一个盛有碱石灰的干燥管，目的是除去未充分反应的CO₂；
②乙认为即使采纳甲的建议且最终观察到木条复燃，也不能证明CO₂与Na₂O₂发生反应，原因是水与Na₂O₂反应生成氧气．
（4）实验反思
丙同学认为：应进一步证明CO₂与Na₂O₂反应生成新物质．他补充的实验是：
取Ⅲ中反应后所得固体滴加稀盐酸，产生大量气泡，则证明有新物质生成．丁同学认为：丙同学实验时应将产生气体通入澄清石灰水，否则不能证明CO₂与Na₂O₂反应，其理由是Ⅲ中固体含有未反应完全的Na₂O₂，与稀盐酸反应会产生O₂，不能确认Na₂CO₃的存在．

Answer 1

分析 （1）实验准备
查阅资料
①根据质量守恒定律可以知道过氧化钠与二氧化碳反应除生成氧气外，还生成碳酸钠，可以据此写出该反应的化学方程式；
设计方案
②盐酸和碳酸钙反应时可能会带出一部分氯化氢，为了使实验更准确应该在M点前加上一个除去氯化氢的装置，根据题给的信息可以知道，碳酸氢钠不能和二氧化碳反应，所以可以在M点前添加C装置，可以据此解答该题；
（2）实验过程
②石灰石的主要成分为碳酸钙，装置Ⅰ中所发生的反应为碳酸钙和盐酸的反应，该反应生成了氯化钙、水和二氧化碳，可以据此写出反应的化学方程式；
③根据实验目的可以知道，先通入干燥的二氧化碳，来判断干燥的二氧化碳是否能够和过氧化钠反应，所以打开的止水夹为K₂，可以据此解答；
（3）①二氧化碳不支持燃烧，也不能燃烧，当二氧化碳通过过氧化钠时，不可能全部反应，所以应该除去二氧化碳，再进行检验，可以据此解答该题；
②根据查阅资料部分可以知道，水也能够和过氧化钠反应生成氧气，可以据此解答该题；
（4）实验反思
盐酸可以和过氧化钠反应生成氧气，所以不能根据产生气体就判断二氧化碳和过氧化钠发生了反应，可以据此解答该题．

解答 解：（1）实验准备
查阅资料
①根据质量守恒定律可以知道过氧化钠与二氧化碳反应除生成氧气外，还生成碳酸钠，该反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
设计方案
②盐酸和碳酸钙反应时可能会带出一部分氯化氢，为了使实验更准确应该在M点前加上一个除去氯化氢的装置，根据题给的信息可以知道，碳酸氢钠不能和二氧化碳反应，所以可以在M点前添加C装置；
（2）实验过程
②石灰石的主要成分为碳酸钙，装置Ⅰ中所发生的反应为碳酸钙和盐酸的反应，该反应生成了氯化钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③根据实验目的可以知道，先通入干燥的二氧化碳，来判断干燥的二氧化碳是否能够和过氧化钠反应，所以打开的止水夹为K₂；
（3）①二氧化碳不支持燃烧，也不能燃烧，当二氧化碳通过过氧化钠时，不可能全部反应，所以应该除去二氧化碳，再用带火星的木条来检验是否产生了氧气；
②根据查阅资料部分可以知道，而水也能够和过氧化钠反应生成氧气，所以不能判断是二氧化碳和水接触后再和过氧化钠发生了反应．
（4）实验反思
盐酸可以和过氧化钠反应生成氧气，所以不能根据产生气体就判断二氧化碳和过氧化钠发生了反应，
故答案为：（1）查阅资料：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
设计方案：②C；
（2）②CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③K₂；
（3）①除去未充分反应的CO₂；
②水与Na₂O₂反应生成氧气；
（4）Ⅲ中固体含有未反应完全的Na₂O₂，与稀盐酸反应会产生O₂，不能确认Na₂CO₃的存在．

点评 该考点的命题方向主要是通过设置实验探究题，让学生进行实验设计，或者探究分析，归纳总结出物质变化的条件和影响物质变化的因素，思考解答这类题目时，可以利用控制变量法，通过设计对照实验（即控制其它条件相同时，一个实验使用某一条件或者满足某一因素，另一个实验不使用或者不满足），来进行实验探究．