题目内容

呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂。为了探究其反应原理,兴趣小组同学在老师的指导下,进行了如下探究,请你一起参与。
[查阅资料]过氧化钠在常温下与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠、碳酸钠和氧气。
[设计实验]浩明同学想通过下图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应,并验证反应产物。

(1)下列是实验室常用的仪器:

①A是二氧化碳气体的发生装置,装配该装置时,应选用的仪器除带导管的双孔橡皮塞外,还需要的仪器有(填名称)     、       。实验室制取二氧化碳的化学方程式                              。该装置在实验室还可以用来制取氧气,写出用该装置制取氧气的化学方程式                                              。
②实验室选择制取气体的发生装置,主要依据是              、             。
(2)用D所示的方法收集氧气,其依据是                 ;收集氧气时,还可以选用           法收集。检验D装置试管内收集到中的气体是否氧气的方法、现象及结论是:待D中气体集满后,把试管移出水面,然后                                             
                                                                         。
(3)C中氢氧化钠的作用是吸收没有参与反应的CO2,如果没有连接这个装置,可能导致的后果是                                  。
(4)检验B中反应后剩余固体的成分。
实验步骤
实验现象
实验结论及方程式
①取少量A中反应后的固体于试管中;
②                 ;
③                   
                   。
 
②                
③                 
反应后生成的固体是碳酸钠。写出步骤③的化学方程式               
                         
 
[反思与评价](1)通过上述实验,明明同学认为Na2O2与CO2反应除了生成Na2CO3和O2,还有可能生成NaHCO3。你认为他的结论        (选填“正确”或“不正确”),理由是                                                       。写出Na2O2与二氧化碳反应的化学方程式                                                 。
请说说呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的是优点             。
(本题17分)
(1)①锥形瓶、长颈漏斗;
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑;2H2O22H2O + O2↑  (各2分,共8分)
②反应物的状态、反应是否需要加热(或反应条件)            (各1分,共2分)
(2)氧气不易溶于水                                                 (2分)
向上排空气                                                     (1分)
用燃着的木条伸入试管中,木条复燃,该气体是氧气                  (3分)
(3)影响氧气的检验(其他合理答案亦可)                              (2分)
(4)                                (步骤、现象各1分,方程式2分,共6分)
实验步骤
实验现象
实验结论
②滴加稀盐酸
③将生成的气体通入澄清石灰水中
②有气泡产生
③澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2 + CO2= CaCO3↓ + H2O
 
[反思与评价](1)不正确                                              (1分)
反应物中没有氢元素,根据质量守恒定律,不可能生成NaHCO3                             (2分)
2Na2O2 + 2CO2= 2Na2­CO3 + O2                                                                                 (2分)
(2)吸收呼吸产生的二氧化碳,同时生成氧气                            (2分)

分析:(1)实验室通常用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳气体.所需的仪器有锥形瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞等.
(2)收集气体的依据通常是根据气体的密度与溶解性.不溶于水的,可以用排水法收集;比空气密度大的,用向上排气法收集;比空气密度小的,用向下排气法收集
(3)氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体,而氢氧化钙溶液是鉴别二氧化碳气体的
(4)盐酸能与碳酸盐反应生成二氧化碳气体,二氧化碳气体能使澄清的石灰水变浑浊.
[反思与评价]
(1)根据质量守恒定律,在化学反应前后,元素的种类不变
(2)过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气.
解:(1)从所给图可知,此题制取气体的反应物是固体和液体,反应不需要加热,故答案为:①锥形瓶、长颈漏斗;
实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;该装置在实验室还可以用来制取氧气,写出用该装置制取氧气的化学方程式2H2O2 2H2O+O2↑
②实验室选择制取气体的发生装置,主要依据是:反应物的状态、反应是否需要加热(或反应条件).
(2)用D所示的方法收集氧气,其依据是:氧气不溶于水;
(3)如果没有氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体,则D收集的气体除了氧气,还有二氧化碳气体.故答案为:影响氧气的检验(其他合理答案亦可).
(4)过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气.B装置中有碳酸钠固体,所以此题的目的是鉴别碳酸钠.碳酸钠属于碳酸盐,可以利用碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体来鉴别.故答案为:
 实验步骤
 实验现象
②滴加稀盐酸
③将生成的气体通入澄清石灰水中
②有气泡产生
③澄清石灰水变浑浊
[反思与评价](1)反应前是过氧化钠和二氧化碳气体,据化学反应前后元素的种类不变.反应后不会出现氢元素.故答案为:不正确;反应物中没有氢元素,根据质量守恒定律,不可能生成NaHCO3;Na2O2与二氧化碳反应的化学方程式为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(2)呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大优点:吸收呼吸产生的二氧化碳,同时生成氧气.
故答为:(1)①锥形瓶、长颈漏斗;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;2H2O22H2O+O2↑;
②反应物的状态、反应是否需要加热(或反应条件)
(2)氧气不易溶于水;(3)影响氧气的检验(其他合理答案亦可);(4)
 实验步骤
 实验现象
②滴加稀盐酸
③将生成的气体通入澄清石灰水中
②有气泡产生
③澄清石灰水变浑浊
[反思与评价](1)不正确,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(2)吸收呼吸产生的二氧化碳,同时生成氧气.
此题是综合性的实验探究题,考查了多方面的知识.碳酸盐的鉴别就是利用碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的这一性质.
练习册系列答案
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(8分)CO2是初中化学重点研究的气体之一。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究CO2的制取和性质:


(1)该兴趣小组用干燥管、烧杯、铜网等设计装配了一个在实验室中制取二氧化碳气体的装置,如右图所示。在干燥管内的铜网上应盛放            ;若将铜网换成铁网,可能产生的后果是                  ,其原因是(用化学方程式表示)                  。
(2)该兴趣小组同学将制得的CO2分别通人澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,他们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。CO2和NaOH是否发生了化学反应?
①小明设计了甲、乙两个实验来验证C02与NaOH发生了化学反应,如右图所示。实验现象为:甲——软塑料瓶变瘪,乙——“瓶吞鸡蛋”。
小虎同学认为上述实验是可行的。其共同原理是                。
小雯同学提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应。其理由是
                        。
小明同学针对小雯的质疑又补充了一个对照实验,这个实验是            
                  。
②小虎向甲实验后变瘪塑料瓶的溶液中加入         ,观察到       
现象,从而证明CO2与NaOH已经发生了反应。
(10分)兴趣小组同学为了弄清即将维修的沼气池中气体的成分,进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动:
【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水,用细绳吊入池中,再用木棍拨动使瓶中的水全部倒出(见右图),然后迅速拉起矿泉水瓶,盖上瓶盖。这种方法属于         集气法。
 
【对气体猜想】
猜想Ⅰ.全部是CH4;  猜想Ⅱ.全部是CO;
猜想Ⅲ.全部是CO2;  猜想Ⅳ.是CH4和CO2的混合气体。
【实验和推断】

(1)若“现象a”为石灰水变浑浊,则说明气体中含有         气体。
(2)步骤②的目的是           ;步骤③“注水装置”应选右图中的     (填序号)。

(3)若“现象b”为杯壁有水雾出现,有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立,其反应方程式为:      
                               ;另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素,理由是                            ;要排除这种干扰可采取的措施是                                                          。
(4)采取(3)中的排除干扰措施后:若“现象a、b”无明显现象,“现象c”石灰水变浑浊,则证明“猜想   ”成立;若“现象a、c”均为石灰水变浑浊,“现象b”为杯壁有水雾,则证明“猜想     ”成立。
【10湖北十堰21】.小丹同学在学习酸的性质时,从同一卷镁带中剪取长度相等的两根镁带,分别与室温下H浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应。观察发现:镁带在稀盐中放出气泡的速率明显快鱼在稀硫酸中防除气泡的速率。
[查阅资料]
1.金属与酸发生置换反映,基本质是金属单质与H反映。
2.生成H2速率主要取决与:①金属表面积 ②溶液中H浓度 ③温度等条件
3.H的浓度与1L溶液中H的数目成正比。
4.溶液中除H外的其它离子可能会影响反映速率。
[提出问题]
①小丹同学在进行上述实验时,控制了镁带与酸反映的哪几个条件?(答出两条)
②上述反映中C1-、SO如果反映速度?
[猜想假设]
I.Cl-促进了镁与酸的反映,SO对反映无影响。
II.SO抑制了镁与酸的反映,C1-对反映无影响。
III.                                        。
请回答问题①,完成猜想3
[实验探究]为了验证猜想,小丹设计了如下实验:
实验
编号
铝片
长度
H+浓度
相同的酸
反应片刻后
添加少量试剂
产生气泡
的速率
结论
A
2cm
5mL盐酸
Na2SO4固体
无明显变化
(结论A)
B
2cm
5mL硫酸
(试剂B)
明显加快
Cl-对反应有促进作用
 
试剂B是        (化学式)固体。
[结论]结论A为                              。
[反思]将试剂B改用HC1气体,不能达到探究目的,其原因是              。
“暖足贴”利用铁氧化生锈时会放热的原理从而达到给人局部热敷的作用,具有一贴即热,快速热敷的作用,深受大众的喜爱。下图甲是某品牌“暖足贴”的图片。A、B两小组的同学,通过查阅资料发现,其主要成份为:铁粉、活性炭、水、食盐等物质。



(1)发热剂需接触到空气才会发热,原因是铁要与   、   等物质共同作用才会生锈,铁生锈发生氧化反应,放出热量。
(2)试推测发热剂成分氯化钠的作用是           ,从而更快的放出热量;“暖足贴”的发热还应用了活性炭具有       性。
(3)打开用过的“暖足贴”,兴趣小组的同学们发现原先黑色的铁粉颜色变成了红棕色。他们想到了金属的回收及利用的重要性,考虑能否用学过的知识将之还原成铁粉。于是,他们在实验室找来炭粉及Fe2O3粉末,在做完图乙所示实验后,发现澄清石灰水变浑浊,试管中粉末全部变为黑色。
A组一同学将黑色粉末倒在纸上,发现纸竟然烧起来了,原因是                  ;另一同学立即用一块湿抹布进行扑盖,火马上熄灭,试说明灭火原理                 。
(4)B组同学在正确操作之后,取少量黑色粉末,加入足量稀硫酸充分振荡,但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解,试管中也未产生预期的气泡,这说明该反应并没有生成       。
(5)A、B组同学查阅资料,得到关于铁的氧化物相关信息如下:
根据以上信息,试写出图乙实验中炭粉与Fe2O3发生反应的化学方程式                         
经分析后,A、B同学试着提高反应温度后,实验出现了预期的现象。
(6)两组同学联想到还原性气体H2,通过继续查阅资料发现酒精灯火焰的温度在600℃左右,而H2还原氧化铜所需温度大约在250℃,他们按图丙所示进行实验,看到了预期现象,写出试管中反应的方程式                       。

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