Question

12．氧气和二氧化碳是初中化学常见的两种重要物质．请你参与图（A-F）氧气和二氧化碳有关制备、转化的实验探究活动．
Ⅰ：实验室制取氧气和二氧化碳．

（1）图中仪器的名称：a试管，b长颈漏斗．
（2）用装置A制取氧气，发生反应的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．要制得较纯净的氧气，应该选择装置C收集．
（3）制取并收集一瓶二氧化碳，可选择装置BF；向装置中加入药品前的一步实验操作是检查装置气密性．该组合装置既可用于制取二氧化碳又可用来制取氧气，其中选用相同发生装置制取二氧化碳和氧气的原因是药品状态相同且都不需要加热．
Ⅱ：用过氧化钠反应来制取氧气，是潜水员使用的供氧装置的原理．
【查阅资料】常温常压下过氧化钠是淡黄色固体，在不需要加热的情况下能与二氧化碳反应生成氧气和另一化合物（生活中常见的盐）；过氧化钠能与水反应生成氧气和氢氧化钠．
【设计装置】为验证过氧化钠（Na₂O₂）和CO₂反应生成的气体，设计如下图实验装置．

【实验操作】向装置X中通入足量CO₂气体，观察到X瓶中的淡黄色固体逐渐变为白色粉末，同时见到Y、Z装置中有气泡出现．
【实验分析】
（4）Y中的溶液是氢氧化钠溶液；Z中浓硫酸的作用是除去水蒸气．
（5）验证过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气的操作是把带火星的木条放在尖嘴管口，带火星的木条复燃．
（6）反应结束后，可设计一个简单实验，验证X瓶中过氧化钠是否有剩余（除用二氧化碳验证外），其实验原理是2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑（用化学方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）熟记常见仪器的名称；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；氧气不易溶于水，密度比空气大；
（3）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，通常情况下，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；根据反应物的状态和反应的条件来确定制取装置，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水；通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
（4）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；
氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体；
浓硫酸具有吸水性，可以用作某些物质的干燥剂；
（5）氧气能够支持燃烧，能使带火星的木条复燃；
（6）可以用水验证X瓶中过氧化钠是否有剩余．

解答 解：（1）图中仪器a是试管，b是长颈漏斗；故填：试管；长颈漏斗；
（2）试管口处有一棉花团，所示是加热高锰酸钾制取氧气，用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用F装置收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集，用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净．
故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；C．
（3）实验室中，用固体与液体在常温下来制取二氧化碳，且二氧化碳能溶于水，密度比空气大，可选择B来制取，F来收集；故填：BF；
向B中加入药品前的一步实验操作是检查装置气密性；
该组合装置既可用于制取二氧化碳又可用来制取氧气，其中选用相同发生装置制取二氧化碳和氧气的原因是药品状态相同且都不需要加热．
故填：检查装置气密性；药品状态相同且都不需要加热．
（4）Y中的溶液是氢氧化钠溶液；Z中浓硫酸的作用是除去水蒸气．
故填：氢氧化钠溶液；除去水蒸气．
（5）验证过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气的操作是把带火星的木条放在尖嘴管口，带火星的木条复燃．
故填：把带火星的木条放在尖嘴管口，带火星的木条复燃．
（6）反应结束后，可以用水验证X瓶中过氧化钠是否有剩余，过氧化钠和水反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
故填：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．