Question

神舟七号飞船是中国第三个载人航天器，是中国神舟号飞船系列之一，在北京时间2008年9月25日21時10分4秒988毫秒由长征2F火箭发射升空，标志着我国航天事业的又一里程碑．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右图所示的实验．

（1）A装置中所发生反应的化学方程式为

 

；
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）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？
（4）某潜水艇上有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，则该潜水艇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）

Answer 1

分析：（1）书写碳酸钙与盐酸反应的化学方程式即可，气体发生装置的选择一般依据反应物的状态和条件；向试管中加入水如果装置不漏气，容器内的气压会不断变大．
（2）C中的澄清石灰水可以证明有无二氧化碳存在；
（3）方程式可利用信息书写；二氧化碳通入B装置前要进行干燥处理；
（4）根据化学方程式的计算解决，先要对消耗的氧气进行体积与质量的转化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑求过氧化钠的质量．

解答：解：（1）书写碳酸钙与盐酸反应的化学方程式即可，气体发生装置的选择一般依据反应物的状态和条件；向试管中加入水如果装置不漏气，容器内的气压会不断变大，这样会形成一段水柱而不下降．
故答案为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，漏斗颈中形成一段稳定的水柱（或液面不再下降）等．

（2）C是证明有无二氧化碳的装置，只要石灰水变浑浊就有二氧化碳存在，否则没有．
故答案为：C装置处的澄清石灰水变浑浊；

（3）方程式可利用信息书写；实验需要干燥二氧化碳则需加入一个干燥装置，在A、B或B、C之间均可
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．

（4）50L氧气的质量为：50 L×1.5g/L=75g
该潜水艇中每天消耗氧气的质量为：4×24×75g=7200g即7.2kg
设该潜水艇中每天需要过氧化钠的质量为x．
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
156                 32
X                   7.2kg

156

32

=

x

7.2

x=35.1kg
答：该潜水艇中每天需要过氧化钠35.1kg．

点评：此题是一道综合实验题，设计的题型较多是一道基础知识的综合训练题．另外根据化学式计算，主要考查计算的方法和计算的准确性．