Question

11．過氧化鈉（化學(xué)式為Na₂O₂）可用在呼吸面具中作為氧氣來源．Na₂O₂能跟CO₂反應(yīng)生成O₂和另一種固體化合物（用X表示）；它也能跟H₂O反應(yīng)生成O₂，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑．以下是某興趣小組進(jìn)行的探究活動．
（1）利用如下圖所示實驗裝置制取氧氣，請回答有關(guān)問題．

①實驗室制取CO₂的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②表明CO₂未被Na₂O₂完全吸收的實驗現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁．
③O₂可采用D裝置收集，并用帶火星的木條檢驗，這是利用了O₂的氧氣密度比空氣的大，氧氣有助燃性性質(zhì)．
④若A裝置產(chǎn)生的CO₂中混有水蒸氣，要檢驗干燥的CO₂能否與Na₂O₂反應(yīng)生成O₂，以上實驗裝置應(yīng)如何改進(jìn)在A、B裝置之間增加氣體干燥裝置
（2）為探究X是哪種物質(zhì)及其有關(guān)性質(zhì)，同學(xué)們進(jìn)行了如下分析和實驗．
①有同學(xué)猜想X可能是酸、堿或鹽中的一種．通過對物質(zhì)組成的分析，大家一致認(rèn)為X肯定不是酸和堿，理由是Na₂O₂和CO₂都不含氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，二者反應(yīng)后不可能生成含氫元素的酸或堿．
②同學(xué)們通過討論和實驗證明了X是Na₂CO₃．以下是他們設(shè)計的有關(guān)Na₂CO₃性質(zhì)的探究實驗，將下表填寫完整．

實驗操作	現(xiàn)  象	有關(guān)的化學(xué)方程式
實驗一：取少量固體樣品，滴加稀鹽酸，然后將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水	有氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
實驗二：取少量固體樣品， 加水配成溶液，滴加適量的氯化鈣或 氯化鋇等 溶液	有白色沉淀產(chǎn)生	Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl或 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl等

（3）7.8g過氧化鈉與足量的水反應(yīng)，生成氧氣的質(zhì)量是多少？若反應(yīng)后得到了40g氫氧化鈉溶液，請計算氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．．

Answer 1

分析 （1）①實驗室用大理石和稀鹽酸制備CO₂，其反應(yīng)為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②裝置C中的澄清石灰水就是檢驗CO₂是否反應(yīng)完全，如果CO₂沒有反應(yīng)完全，則C中的澄清石灰水變渾濁；
③D裝置長進(jìn)短處是向上排空氣的方法，因為氧氣的密度比空氣大，所以采用向上排空氣法收集氣體，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，是因為氧氣具有助燃性；
④因為制出的CO₂帶有水，所以要在A、B之間加一個干燥裝置；
（2）①因為反應(yīng)物是Na₂O₂和CO₂，因此在產(chǎn)物中不可能有H元素出現(xiàn)，而酸或堿中都含有H元素，所以X不可能是酸或堿．②根據(jù)反應(yīng)方程式可知，是鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)，鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡．根據(jù)碳酸鈉的性質(zhì)可知，碳酸鈉與鈣鹽或鋇鹽反應(yīng)會產(chǎn)生白色沉淀；
（3）解：設(shè)生成氧氣的質(zhì)量為x，生成氫氧化鈉的質(zhì)量為y．
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156         160   32
7.8g         y    x
X=1.6g
Y=8g
氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
8g/40g×100%=20%
答：氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

解答 解：（1）①實驗室用大理石和稀鹽酸制備CO₂，其反應(yīng)為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②裝置C中的澄清石灰水就是檢驗CO₂是否反應(yīng)完全，如果CO₂沒有反應(yīng)完全，則C中的澄清石灰水變渾濁，故答案為：澄清石灰水變渾濁；
③D裝置長進(jìn)短處是向上排空氣的方法，因為氧氣的密度比空氣大，所以采用向上排空氣法收集氣體，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，是因為氧氣具有助燃性，故答案為：氧氣密度比空氣的大，氧氣有助燃性；
④因為制出的CO₂帶有水，所以要在A、B之間加一個干燥裝置，故答案為：在A、B裝置之間增加氣體干燥裝置；
（2）①因為反應(yīng)物是Na₂O₂和CO₂，因此在產(chǎn)物中不可能有H元素出現(xiàn)，而酸或堿中都含有H元素，所以X不可能是酸或堿，故答案為：Na₂O₂和CO₂都不含氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，二者反應(yīng)后不可能生成含氫元素的酸或堿；
②②根據(jù)反應(yīng)方程式可知，是鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)，鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡．根據(jù)碳酸鈉的性質(zhì)可知，碳酸鈉與鈣鹽或鋇鹽反應(yīng)會產(chǎn)生白色沉淀，
故答案為：

實驗操作	現(xiàn) 象	有關(guān)的化學(xué)方程式
滴加稀鹽酸，然后將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水	有氣泡產(chǎn)生
氯化鈣或 氯化鋇等		Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl或 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl等

（3）解：設(shè)生成氧氣的質(zhì)量為x，生成氫氧化鈉的質(zhì)量為y．
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156         160   32
7.8g         y    x
解之得：x=1.6g；y=8g
氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
$\frac{8g}{40g}$×100%=20%
答：氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點評 這是一道綜合性強(qiáng)的實驗習(xí)題，既有實驗裝置的分析，又有物質(zhì)性質(zhì)的檢驗，還有溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算，要想能準(zhǔn)確解答這類習(xí)題，首先要會分析各儀器的作用，然后掌握各種物質(zhì)的性質(zhì)