Question

过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用．它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95克过氧化钠样品为原料，制取O₂，设计出如下实验装置：

（1）A中制取CO₂的装置，应从上右图①、②、③中选哪个：______．
B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置内可能出现什么现象？______．为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用______的木条伸入集气瓶内，木条会出现______．
（2）若E中石灰水出现轻微浑浊，请说明原因：______．
（3）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250毫升，又知氧气的密度为1.43克/升，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值______（大或小），相差约______毫升（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这可能是由于______．
（4）你认为上述A---E的实验装置中，E部分是否安全、合理？______；E是否需要改进，若需要改进，应改为上图中的______（填甲、乙、丙、丁）．

Answer 1

解：（1）该反应的药品是固体和液体，且不需加热，所以所需装置为固液混合不加热型，所以排除①；③导管伸入试管内太长，大理石的细小颗粒容易进入导管而产生堵塞现象，影响二氧化碳的排出，所以排除③，故选②．
大理石和盐酸的反应是放热反应，盐酸具有挥发性，所以制取的二氧化碳中含有氯化氢气体、水蒸气，氯化氢和碳酸氢钠能反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳酸氢钠不反应，水蒸气能使无水硫酸铜由白色变蓝色，所以C装置内可能出现的现象是白色固体变蓝色；过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气，氧气能使带火星的木条复燃．
故答案为：②；白色固体变蓝色；带火星；复燃
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，若E中石灰水出现轻微白色浑浊，说明未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
故答案为：未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
（3）1.95g过氧化钠完全反应生成氧气的体积为v．
2Na₂O₂----O₂；
2mol 22.4L
v
v=0.28L=280mL＞250mL，所以实际收集到的氧气体积比理论计算值小．
280mL-250mL=30mL；
原因是Na₂O₂可能含有其它杂质；D装置可能有氧气未被排出．
故答案为：小；30；Na₂O₂可能含有其它杂质，D装置可能有氧气未被排出．
（4）E装置容易产生倒吸现象，所以不安全、不合理，所以需要改进；饱和石灰水能和二氧化碳反应，所以饱和石灰水的作用是吸收二氧化碳，收集较纯净的氧气，乙试管中进气管较长，二氧化碳能充分和饱和石灰水反应，丙试管中进气管较短，导致二氧化碳和饱和石灰水反应不充分，且随着气体的进入，试管中的液体被排到水槽中，故选乙．
故答案为：不安全，不合理；乙．
分析：（1）根据反应物的状态及反应条件选取反应装置；水蒸气能使无水硫酸铜由白色变蓝色；使带火星的木条复燃的气体是氧气．
（2）二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀．
（3）根据过氧化钠的质量可以生成氧气的体积，理论生成气体的体积-实际氧气的体积=差值．
（4）根据是否能产生倒吸现象判断是否合理、安全；根据实验密度选择装置．
点评：本题考查了钠及其化合物的性质，难度不大，注意过氧化钠和二氧化碳反应中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂．