题目内容

过氧化钠（Na2O2）是一种化学性质活泼的淡黄色固体，在通常状况下能跟许多物质发生化学反应．例如：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑；2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑；2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
为了验证CO2与Na2O2反应产生的气体是O2，设计了如图的实验装置．试回答：

（1）设计A、B装置的目的是净化导入的CO2．其中①A装置的具体作用是______，其瓶内液体可能是______，所发生反应的化学方程式是______；
②B装置的作用是______，其瓶内液体应是______；
③如将A、B两瓶内所盛的液体互换，直接的后果是______．
（2）C装置的具体作用是______，其瓶内液体应是______，所发生反应的化学方程式是______．
（3）为了确证CO2与Na2O2反应产生的气体是氧气，最后还要采用的验证实验操作是______．
（4）如测定盛有Na2O2的反应容器经过反应其总质量增加ag，则产生的氧气的质量为______；在标准状况下，氧气密度为1.43g/L，若氧气在水（液体）中溶解的量可以忽略不计，此实验中可能收集到的氧气体积为______L．
【答案】分析：为了验证CO2与Na2O2反应产生的气体是O2，又因为Na2O2与水、HCl都能反应产生氧气，因此气体通过Na2O2前必须先将水、HCl都除去，即分别通过浓硫酸和饱和NaHCO3溶液．气体通过饱和NaHCO3溶液时会带出水蒸气，因此先除去HCl，后除去水蒸气．如将A、B两瓶内所盛的液体互换，直接的后果是从B瓶中导出的CO2仍有水蒸气．氧气的检验方法是用带火星的木条看是否复燃，为了确证CO2与Na2O2反应产生的气体是氧气需将带火星的木条放在导管口．根据2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑可知，反应装置实际增加的量为88-32=56，又根据氧气的相对原子质量为32，设生成氧气的质量为X，根据题意得：56：32=a：x，解得X=4a/7g，想求氧气的体积根据公式，体积=，计算出氧气的体积为0.4aL．
解答：解：为了验证CO2与Na2O2反应产生的气体是O2，又因为Na2O2与水、HCl都能反应产生氧气，因此气体通过Na2O2前必须先将水、HCl都除去，即分别通过浓硫酸和饱和NaHCO3溶液．气体通过饱和NaHCO3溶液时会带出水蒸气，因此先除去HCl，后除去水蒸气．如将A、B两瓶内所盛的液体互换，直接的后果是从B瓶中导出的CO2仍有水蒸气．氧气的检验方法是用带火星的木条看是否复燃，为了确证CO2与Na2O2反应产生的气体是氧气需将带火星的木条放在导管口．
故答案为：（1）①除去CO2中所含的氯化氢气体饱和NaHCO3溶液NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑；②除去A瓶中导出的CO2中的水蒸气浓硫酸；气体通过饱和NaHCO3溶液时会带出水蒸气，因此先除去HCl，后除去水蒸气．③从B瓶中导出的CO2仍有水蒸气（2）除去反应后导出气体中残余的CO2NaOH溶液2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O（3）将带火星的木条放在导管口，木条复燃（4）4a/70.4a
点评：综合实验是将基本仪器、基本操作、气体制备、物质的检验、除杂质、化学反应、计算等综合到一起，在解题时注意弄清楚实验的思路，即实验的目的是什么，目的是如何实现的，需要进行哪些操作，实验过程中产生了哪些现象，从这些现象中能得到哪些结论等．
练习册系列答案
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25、过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体．在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验中，发现了高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来．

（1）实验过程中“下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有
CO2密度比空气大
、
CO2不能燃烧也不支持燃烧
的性质．
（2）棉花为什么会燃烧呢？小组同学认为棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还另需满足a：
与氧气接触
、b：
温度达到着火点
两个条件．
[提出问题]：在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢？
[查阅资料]：1在常温下Na2O2和CO2能发生化学反应．
2无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色．
[设计实验]：经过讨论后，小组同学设计了如下图2的实验进行探究．

[实验步骤]：①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有足量的Na2O2固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时间后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象．
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响，B装置可除去二氧化碳气体中混有的水蒸气．
[实验现象]：①无水硫酸铜没有变蓝色；②带火星的小木条复燃；
③饱和的澄清石灰水变浑浊．
[实验分析]：①检查整套装置的气密性的方法：
实验前在U型管内装入水，使U型管左右液面保持相平，然后向下推针筒活塞，若U型管左右形成液面差，且液面差保持不变则说明气密性良好．

②D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是
Na2O2和CO2反应放出热量，使石灰水温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体
．
[得出结论]：①“小木条复燃”说明Na2O2和CO2反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件；②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na2O2和CO2反应将
化学能
转化为热能，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件．
[拓展提高]：①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，小明认为生成的固体是NaOH，小红认为是Na2CO3，同学们经过思考后认为
小明
同学的猜想是错误的，理由是：
反应前后元素种类不变，反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH
．
②Na2O2和CO2反应的化学方程式是
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
．
17、过氧化钠（Na2O2）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验．
（1）实验室确定气体发生装置时应考虑的因素是
反应物的状态和反应条件等
；制取二氧化碳的装置，从图1、图2、图3中，选
图2

（2）如图2是实验室制取CO2的装置，检查该装置的气密性的方法是：将装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到
漏斗颈中形成一段稳定的水柱
现象，即可证明装置不漏气．
（3）设计A、B装置的目的是净化导入的纯净且干燥的CO2．其B装置的具体功能是
干燥二氧化碳
，其瓶内液体应是
浓硫酸
；
（4）为了确定CO2跟Na2O2反应产生的气体是氧气，最后还要采用的验证实验操作是
将带火星的木条放在集气瓶上方的导管口附近
．
（5）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是
C装置处的澄清石灰水变浑浊
．
（6）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式：
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
．
23、呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂．下面是兴趣小组同学围绕过氧化钠进行的一系列探究，请你参与到其中．
【查阅资料】过氧化钠在常温下能与水反应生成NaOH和O2，与CO2反应产生Na2CO3（Na2CO3溶液呈碱性）和O2．
【设计实验】兴趣小组同学通过右图装置探究CO2与Na2O2的反应．实验过程如下：
（1）测定过氧化钠样品中过氧化钠的纯度．
用上图装置通过测定产生的氧气的体积，从而测定过氧化钠样品中过氧化钠的纯度，则装置中B瓶的作用是
除去未反应的CO2
，若没有B瓶，则测出的过氧化钠在样品中的质量分数
偏大
（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）检验U型管中反应后剩余固体的成分．
A．【对固体的猜想】
猜想Ⅰ．全部是Na2CO3；
猜想Ⅱ．
是碳酸钠和过氧化钠的混合物
．
B．【实验和推断】

（1）步骤②所需要的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和
漏斗
，玻璃棒在步骤①中的作用是
加速溶解
．
（2）步骤③说明白色固体A是
Na2CO3
（填化学式），产生白色沉淀的化学方程式是
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
．
（3）若现象a没有明显变化，则猜想
Ⅰ
成立．猜想Ⅱ成立，现象a是
无色酚酞试液变红色
．
【反思与拓展】①Na2O2与CO2反应的化学方程式是
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
．
②过氧化钠作潜水艇的供氧剂的优点是
在常温下反应（或能吸收人呼出的CO2等）
（答一点）．
过氧化钠（Na2O2）也是一种过氧化物，潜水艇常用过氧化钠作供氧剂，同时维持艇内空气成分的稳定，写出这一反应的化学方程式
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
．
（2005?朝阳区二模）某过氧化钠（Na2O2）样品中含有少量Na2CO3．取一定质量的样品跟过量稀硫酸充分反应（2Na2O2+2H2SO4=2NaSO4+O2↑+2H2O），可通过测定产生O2的体积来计算过氧化钠的含量．请用下列装置设计一个简单实验，以测定样品中过氧化钠的含量．

请回答：
（1）按气流从左至右的方向，各装置的连接顺序是：
⑤
⑤
→
②
②
→（③）→
①
①
→
④
④
；
（2）写出装置②中反应的化学方程式：
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
；
（3）装置③的作用是
验证二氧化碳是否除净
验证二氧化碳是否除净
．

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