Question

13．課外小組同學用實驗證明“二氧化碳與水接觸時才能和過氧化鈉反應”．
（1）實驗準備
【查閱資料】
①過氧化鈉能與水、二氧化碳，鹽酸反應，反應過程中均有氧氣放出．
過氧化鈉與二氧化碳反應時，除生成氧氣外，還生成一種工業(yè)上制玻璃的原料，寫出該反應的化學方程式2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．
②CO₂能與碳酸鈉水溶液反應生成碳酸氫鈉，CO₂在飽和的碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解．
【設計方案】
①小組同學設計了如圖所示的實驗裝置．

②老師指出，應在M點前增加下列C裝置，才能得到更準確的實驗結(jié)論．

（2）實驗過程
①連接儀器，檢查裝置的氣密性，將K₁、K₂關閉；
②向裝置中分別加入所需藥品，寫出裝置Ⅰ中發(fā)生反應的化學方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
③實驗時，先打開K₂（填K₁或K₂ ），將帶火星的木條置于a口處，一段時間后，關閉它，再打開另一個彈簧夾，再將帶火星的木條置于a口處．
④實驗過程中觀察到帶火星的木條始終不復燃．
（3）實驗分析
①為觀察到最終木條復燃，甲建議在Ⅲ后安裝一個盛有堿石灰的干燥管，目的是除去未充分反應的CO₂；
②乙認為即使采納甲的建議且最終觀察到木條復燃，也不能證明CO₂與Na₂O₂發(fā)生反應，原因是水與Na₂O₂反應生成氧氣．
（4）實驗反思
丙同學認為：應進一步證明CO₂與Na₂O₂反應生成新物質(zhì)．他補充的實驗是：
�、笾蟹磻�后所得固體滴加稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，則證明有新物質(zhì)生成．丁同學認為：丙同學實驗時應將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水，否則不能證明CO₂與Na₂O₂反應，其理由是Ⅲ中固體含有未反應完全的Na₂O₂，與稀鹽酸反應會產(chǎn)生O₂，不能確認Na₂CO₃的存在．

Answer 1

分析 （1）實驗準備
查閱資料
①根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以知道過氧化鈉與二氧化碳反應除生成氧氣外，還生成碳酸鈉，可以據(jù)此寫出該反應的化學方程式；
設計方案
②鹽酸和碳酸鈣反應時可能會帶出一部分氯化氫，為了使實驗更準確應該在M點前加上一個除去氯化氫的裝置，根據(jù)題給的信息可以知道，碳酸氫鈉不能和二氧化碳反應，所以可以在M點前添加C裝置，可以據(jù)此解答該題；
（2）實驗過程
②石灰石的主要成分為碳酸鈣，裝置Ⅰ中所發(fā)生的反應為碳酸鈣和鹽酸的反應，該反應生成了氯化鈣、水和二氧化碳，可以據(jù)此寫出反應的化學方程式；
③根據(jù)實驗目的可以知道，先通入干燥的二氧化碳，來判斷干燥的二氧化碳是否能夠和過氧化鈉反應，所以打開的止水夾為K₂，可以據(jù)此解答；
（3）①二氧化碳不支持燃燒，也不能燃燒，當二氧化碳通過過氧化鈉時，不可能全部反應，所以應該除去二氧化碳，再進行檢驗，可以據(jù)此解答該題；
②根據(jù)查閱資料部分可以知道，水也能夠和過氧化鈉反應生成氧氣，可以據(jù)此解答該題；
（4）實驗反思
鹽酸可以和過氧化鈉反應生成氧氣，所以不能根據(jù)產(chǎn)生氣體就判斷二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生了反應，可以據(jù)此解答該題．

解答 解：（1）實驗準備
查閱資料
①根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以知道過氧化鈉與二氧化碳反應除生成氧氣外，還生成碳酸鈉，該反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
設計方案
②鹽酸和碳酸鈣反應時可能會帶出一部分氯化氫，為了使實驗更準確應該在M點前加上一個除去氯化氫的裝置，根據(jù)題給的信息可以知道，碳酸氫鈉不能和二氧化碳反應，所以可以在M點前添加C裝置；
（2）實驗過程
②石灰石的主要成分為碳酸鈣，裝置Ⅰ中所發(fā)生的反應為碳酸鈣和鹽酸的反應，該反應生成了氯化鈣、水和二氧化碳，該反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③根據(jù)實驗目的可以知道，先通入干燥的二氧化碳，來判斷干燥的二氧化碳是否能夠和過氧化鈉反應，所以打開的止水夾為K₂；
（3）①二氧化碳不支持燃燒，也不能燃燒，當二氧化碳通過過氧化鈉時，不可能全部反應，所以應該除去二氧化碳，再用帶火星的木條來檢驗是否產(chǎn)生了氧氣；
②根據(jù)查閱資料部分可以知道，而水也能夠和過氧化鈉反應生成氧氣，所以不能判斷是二氧化碳和水接觸后再和過氧化鈉發(fā)生了反應．
（4）實驗反思
鹽酸可以和過氧化鈉反應生成氧氣，所以不能根據(jù)產(chǎn)生氣體就判斷二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生了反應，
故答案為：（1）查閱資料：①2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
設計方案：②C；
（2）②CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③K₂；
（3）①除去未充分反應的CO₂；
②水與Na₂O₂反應生成氧氣；
（4）Ⅲ中固體含有未反應完全的Na₂O₂，與稀鹽酸反應會產(chǎn)生O₂，不能確認Na₂CO₃的存在．

點評 該考點的命題方向主要是通過設置實驗探究題，讓學生進行實驗設計，或者探究分析，歸納總結(jié)出物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素，思考解答這類題目時，可以利用控制變量法，通過設計對照實驗（即控制其它條件相同時，一個實驗使用某一條件或者滿足某一因素，另一個實驗不使用或者不滿足），來進行實驗探究．