Question

为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”，课题研究小组的同学们设计了如图的实验装置，分别进行甲、乙两次实验：

实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应：在干燥的试管 Ⅱ 中装入过氧化钠，在通入二氧化碳前，关闭K₁和K₂。在试管I内装入试剂X后，打开K₁和K₂，通入二氧化碳，几分钟后，将带火星的木条插入试管 Ⅲ 的液面上，观察到木条不复燃，且 Ⅱ 中的淡黄色没有变化。

实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应： 在试管I内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且 Ⅱ 中的淡黄色变为白色。

试回答下列问题：

（1）在装入过氧化钠后，通入二氧化碳前，关K₁和K₂ 的目的是                   。

（2）在实验甲中，试剂X是               ，其作用是                        。在实验乙中试剂Y是                   。

（3）根据上述两个实验现象，得到的结论是                                   。

（4）试管Ⅲ中的氢氧化钠溶液的作用是                                      

（5）为了确保实验现象的准确性，制备二氧化碳所用的反应物最好选用           （填编号）。

A  大理石   B  小苏打    C  烧碱   D  盐酸    E  稀硫酸    F  稀硝酸

（6）CO₂和Na₂O₂的反应机理可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反应：

Na₂O₂+ C¹⁸O₂ +H₂¹⁸O 

Answer 1

（1）防止Na₂O₂受潮 (2) 浓硫酸，除去CO₂中的水蒸气、水 （3）CO₂只有在水存在时才能和Na₂O₂反应（4）除去O₂中的CO₂，便于检验O₂产生  (5)BE（6）2Na₂O₂+2C¹⁸O₂+2H₂¹⁸O＝2Na₂C¹⁸O₃+2H₂O+O₂↑

解析:

（1）显然是为了形成一个密封环境，防止Na₂O₂受潮。（2）实验甲要求二氧化碳干燥，所以要用浓硫酸作干燥剂；实验乙要求二氧化碳潮湿，故可让CO₂先通过水。（3）由实验现象可知甲无O₂产生，乙有O₂产生，从而可得出结论为CO₂只有在水存在时才能和Na₂O₂反应；（4）制得的O₂要纯度高，才能成功检验，所以之前要除杂（CO₂）；（5）若用大理石与盐酸制CO₂会有HCl杂质，而图中无除杂装置，所以应选用小苏打（NaHCO₃）与稀硫酸；（6）Na₂O₂中的O为-1价，在反应中一半变为0价，一半变为-2价，C¹⁸O₂ 和H₂¹⁸O中的¹⁸O的化合价不变。