Question

小强同学在化学氧自救器的说明书中看到“人呼出气体中的二氧化碳与自救器药罐中的生氧剂（超氧化钾KO₂）接触能产生氧气后，对自救器内发生的化学反应原理产生了探究欲望．在老师指导下，小强与同学们展开了以下两个实验探究活动，请你参与．
活动Ⅰ：用下图所示的由a、b、c、d组合成的成套装置和有关药品制取并收集氧气．

（1）用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，则a装置可采用下图中的________（填序号），有关反应的化学方程式为：________．

（2）用c装置中的氢氧化钠溶液吸收未与超氧化钾反应的二氧化碳．请写出氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：________．
（3）用________法收集氧气，该收集方法是根据氧气________的性质而确定的．证明生成的气体是氧气，使用________进行检验．
活动Ⅱ：探究二氧化碳与超氧化钾反应除生成氧气外，还生成其它什么物质？
[老师提示]二氧化碳与超氧化钾反应的生成物只有两种，其一是氧气，其二是一种化合物．
[作出猜想]二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物到底是哪种物质？
小强作出了以下三种猜想：①是一种酸；　　 ②是一种碱；　　 ③是一种碳酸盐．
（4）通过对反应物有关的元素组成的分析，小影同学认为猜想________、________（填序号）一定是错误的，理由是________．
（5）[进行实验]同学们通过以下实验验证小强同学的另一个猜想．

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体加入_______	____________________	二氧化碳与超氧化钾反应的化合物是___________（填名称）．

（6）[交流与讨论]小英认为：二氧化碳与超氧化钾反应的化学方程式________．

Answer 1

答：（1）固体石灰石和液体盐酸在常温下就可以反应生成二氧化碳，故采用的是液固常温反应型气体发生装置，①是固体加热型发生装置，而②中长颈漏斗的末端未浸入液面以下，不符合，所以本题答案为：③，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故本题答案为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（3）氧气不易溶于水，可用排水法收集，氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，氧气具有助燃性，可以用带火星的木条检验其存在，所以本题答案为：排水法（向上排空气法），不易溶于水（密度比空气大），带火星的木条；
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应前物质中含钾、碳、氧三种元素，而酸和碱中都含有氢元素，所以不可能为酸和碱，所以本题答案为：①，②，化学反应前后元素的种类不变，反应物的组成中无氢元素，故无酸碱生成．
（5）小强同学的另一个猜想是生成碳酸盐，而碳酸盐的特点是可以与酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，所以本题答案为：取少量固体放入试管中，倒入稀盐酸，将产生的气体导入石灰水，固体逐渐溶解有气泡产生，石灰水变浑浊，碳酸钾
（6）根据实验现象和推测，二氧化碳与超氧化钾反应后生成碳酸钾和氧气，故答案为：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．
分析：用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，药品状态为液体和固体，无反应条件，所以采用的是液固常温型气体发生装置，收集气体采用的方法，是由气体的密度和溶解性决定的，氧气具有助燃性，所以检验氧气的存在采用带火星的木条，推断化学反应中生成的物质的化学式，要依据质量守恒定律．
点评：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，是推测化学反应中生成物质化学式的重要依据，另外还要熟知酸碱盐物质中所含的元素种类，明确碳酸盐的检验方法．