Question

19．某学生课外活动小组模拟呼吸面具中的反应原理，设计用下图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积．图中量气装置E由甲乙两根玻璃管组成，它们由橡皮管连通，并装入适量水．甲管有刻度（0～50mL）供量气用，乙管可上下移动调节液面高低．
实验可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水．

请回答：
（1）图中各装置接口连接顺序是：（填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略）
⑤→③→④→⑥→⑦→②→①→⑧
（2）装置C中放入的反应物是CaCO₃和HCl（填化学式）．
（3）装置B的作用是吸收CO₂中混有的HCl．
（4）为了较准确测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中，应注意abc（填字母编号）．
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待气体恢复常温才读数
c．读数时应上下移动乙管，使甲乙两管液面相平
d．读数时不一定使甲乙两管液面相平
（5）实验测收集的氧气在标准状况下体积为V L，则参与反应的Na₂O₂ 的物质的量为$\frac{V}{11.2}$mol．

Answer 1

分析 （1）仪器C可以用来制取二氧化碳，连接③用来除去HCl，④连接⑥可使二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气，然后连接②可除去未反应的二氧化碳，最后连接⑧测量气体的体积；
（2）C装置中是制取CO₂，装置C中放入的反应物是大理石和盐酸；
（3）装置B的作用是吸收CO₂中混有的HCl；
（4）在读数时视线与凹液面最低处相平；反应放热，温度较高，气体受热膨胀，为了更正确应该等待气体恢复常温才读数；读数时应上下移动乙管，使甲乙两管液面相平，保持压强相等；
（5）氧气在标准状况下体积为V L，氧气的物质的量为$\frac{V}{22.4}$ mol，根据反应2CO₃+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，计算生成$\frac{V}{22.4}$ mol的氧气需要消耗Na₂O₂的物质的量．

解答 解：（1）C装置中是制取CO₂，那么选用的药品为大理石和盐酸、不能用碳酸钠，反应太快，盐酸有挥发性，故制得的CO₂中混有HCl，除去HCl用B装置，要长进短出，CO₂在进入到D中与Na₂O₂反应产生O₂，由于还有CO₂没有反应完，所以O₂中 混有CO₂，除去O₂中的CO₂ 用装置A，同样要长进短出，从①得到的较纯的O₂，在通入到E装置中测量O₂的体积，因此仪器的连接顺序为：⑤③④⑥⑦②①⑧．
故答案为：⑤；③；④；②；①；⑧；
（2）C装置中是制取CO₂，那么选用的药品为大理石和盐酸、不能用碳酸钠，反应太快，
故答案为：CaCO₃；HCl；
（3）仪器C可以用来制取二氧化碳，此法制得的二氧化碳中会含有少量氯化氢，须通过装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶，以除去这些氯化氢；
故答案为：吸收CO₂中混有的HCl；
（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数．求其差值的过程中，
应注意：①等待气体恢复常温才读数；②读数时要调节E中甲乙的液面使其同一高度；③读数时视线要与凹液面最低处相平，
故答案为：abc；
（5）氧气在标准状况下体积为V L，氧气的物质的量为$\frac{V}{22.4}$ mol，
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，
 2              1
 n            $\frac{V}{22.4}$mol
n=$\frac{V}{22.4}$mol×2=$\frac{V}{11.2}$mol，
故答案为：$\frac{V}{11.2}$．

点评 本题考查过氧化钠与二氧化碳的反应，并考查气体的制备、除杂、量气、计算等知识，把握实验原理和操作方法是解题关键，题目难度中等．