Question

5．“神州六號”飛船的成功發(fā)射是我國航天事業(yè)的又一里程碑．金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉（Na₂O₂）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．為了驗證該反應(yīng)中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗．

（1）A裝置中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
實驗室確定氣體發(fā)生裝置時應(yīng)考慮的因素是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導(dǎo)氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到漏斗頸中形成一段穩(wěn)定的水柱現(xiàn)象，即可證明裝置不漏氣．
（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是C裝置處的澄清石灰水變渾濁．
（3）用向上排空氣法收集氧氣，并用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗氧氣是否收集滿，這是利用了氧氣的哪些性質(zhì)？
（4）常溫下水也能與Na₂O₂反應(yīng)，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．若要檢驗干燥的二氧化碳能否與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，以上實驗裝置應(yīng)如何改進(jìn)？
（5）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣在某溫度和壓強(qiáng)條件下體積為50L，則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少千克？（已知：在上述溫度和壓強(qiáng)條件下氧氣的密度為1.5g/L）

Answer 1

分析 （1）書寫碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式即可，氣體發(fā)生裝置的選擇一般依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和條件；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內(nèi)的氣壓會不斷變大．
（2）C中的澄清石灰水可以證明有無二氧化碳存在；
（3）收集氣體的方法是利用的氣體的物理性質(zhì)，驗滿是利用的氧氣的助燃性
（4）方程式可利用信息書寫；二氧化碳通入B裝置前要進(jìn)行干燥處理
（5）根據(jù)化學(xué)方程式的計算解決，先要對消耗的氧氣進(jìn)行體積與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂求過氧化鈉的質(zhì)量

解答 解：（1）書寫碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式即可，氣體發(fā)生裝置的選擇一般依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和條件；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內(nèi)的氣壓會不斷變大，這樣會形成一段水柱而不下降
故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件等；漏斗頸中形成一段穩(wěn)定的水柱（或液面不再下降）等；
（2）C是證明有無二氧化碳的裝置，只要石灰水變渾濁就有二氧化碳存在，否則沒有
故答案為：C裝置處的澄清石灰水變渾濁；
（3）收集氣體的方法是利用的氣體的物理性質(zhì)，向上排空氣法是因為密度比空氣大，驗滿是利用的氧氣的助燃性，看集氣瓶口帶火星木條是否復(fù)燃
故答案為：氧氣的密度比空氣大，氧氣能支持燃燒（有助燃性）
（4）方程式可利用信息書寫；實驗需要干燥二氧化碳則需加入一個干燥裝置，在A、B或B、C之間均可
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
在A、B裝置之間和B、C裝置之間增加氣體干燥裝置（或盛有濃硫酸的洗氣瓶）等
（5）解：50L氧氣的質(zhì)量為：50L×1.5g/L=75g
該潛水艇中每天消耗氧氣的質(zhì)量為：4×24×75g=7200g即7.2kg
設(shè)該潛水艇中每天需要過氧化鈉的質(zhì)量為X．
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156                 32
X                   7.2kg
$\frac{156}{X}=\frac{32}{7.2kg}$
X=35.1kg
答：該潛水艇中每天需要過氧化鈉35.1kg．

點評 本考點屬于實驗探究題，考查了二氧化碳與過氧化鈉的有關(guān)性質(zhì)和變化的規(guī)律，還考查了反應(yīng)裝置的選擇、氣體的除雜和干燥，以及化學(xué)方程式的書寫，綜合性比較強(qiáng)．既有實驗過程的探究，又有結(jié)論的探究．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．