Question

某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na₂O₂）颗粒的装置”感到非常好奇，设计实验进行探究．

【提出问题】过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？
【查阅资料】①人呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂和水蒸气等．
②氮气和二氧化碳一样，一般都不能支持燃烧．
③CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
④固体和液体反应制备气体，所得的气体中往往混有一定量的水蒸气．
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N₂或CO₂或水蒸气反应并生成氧气．
【进行实验】
实验Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气．
（1）实验装置如图1所示．
（2）实验现象及结论：观察到

 

的现象，判断过氧化钠与氮气没有发生反应．
实验Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气．
（1）同学们在老师的指导下设计了如图2所示装置．A装置的试管中发生的变化属于

 

变化．（填“物理”或“化学”）
（2）实验现象及结论：带火星的木条复燃；过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气．
实验Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．
（1）同学们又设计了如图3所示装置．
（2）实验记录

实验操作		主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性． 向装置中加入药品．	A装置中观察到产生大量气泡，固体逐渐溶解．C装置中有气泡出现．	C装置作用是   ．
	打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸．
②			过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．

【实验反思】
（1）根据实验Ⅱ和Ⅲ，某同学猜想过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后，还产生了一种化合物，她的依据是

 

．
（2）另一同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,酸的化学性质,化学变化和物理变化的判别

专题：科学探究

分析：【进行实验】实验Ⅰ：（2）如果过氧化钠与氮气发生反应生成氧气，则燃着的木条燃烧更旺，若不反应，则燃着的木条熄灭；
实验Ⅱ：（1）根据有无新物质是否生成判断物质的变化；
实验Ⅲ：（2）②氢氧化钠溶液可与二氧化碳反应被吸收，氧气能使带火星的木条复燃，可以据此解答该题；
【实验反思】（1）根据质量守恒定律判断元素的种类守恒进行解答；
（2）根据生成的二氧化碳中混有水蒸气，而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气进行解答．

解答：解：【进行实验】实验Ⅰ：（2）如果过氧化钠与氮气发生反应生成氧气，则燃着的木头燃烧更旺，如没反应，则燃着的木条熄灭；
实验Ⅱ：（1）液态的水变成水蒸气没生成新物质，是物理变化；
实验Ⅲ：（2）为了防止二氧化碳干扰实验现象，C装置作用是除去没反应掉的二氧化碳，能收集到较纯的氧气；根据实验结论：过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气，所以带火星的木条复燃；
【实验反思】（1）根据质量守恒定律，反应物过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后除了生成氧气，另一种物质中一定还含有钠、碳或氢元素，所以一定为化合物；
（2）因为生成的二氧化碳中混有水蒸气，而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气，故应先干燥二氧化碳，再和过氧化钠反应；
（3）C装置中的氢氧化钠溶液是为了吸收二氧化碳，不能用澄清石灰水代替，因为氢氧化钙微溶于水，石灰水是稀溶液，很难把反应生成的氧气中的残留二氧化碳吸收干净；
答案：【进行实验】实验Ⅰ：（2）燃着木条熄灭
实验Ⅱ：（1）物理
实验Ⅲ：（2）

实验操作		主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性． 向装置中加入药品．	A装置中观察到产生大量气泡，固体逐渐溶解．C装置中有气泡出现．	C装置作用是 吸收二氧化碳，净化氧气．
	打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸．
②	一段时间后用带火星的木条在D内进行检验．	带火星的木条复燃．	过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．

【实验反思】
（1）根据质量守恒定律，反应物过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后除了生成氧气，另一种物质中一定还含有钠、碳或氢元素，所以一定为化合物；
（2）二氧化碳中混有水蒸气，而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气．

点评：本题以实验探究的形式考查了过氧化钠与二氧化碳的反应，以及反应产物氧气和碳酸钠的检验，解答时可以依据题干提供的信息以及已有的知识进行分析．