题目内容

14．碳元素是日常生活中接触非常多的一种元素，碳元素也形成了各种单质、化合物及混合物，让我们和大家一起走进他们的世界

（1）根据表1提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性．
物质用途石墨作电极活性炭净水
对应特征导电性吸附性
（2）液态二氧化碳灭火器可用于扑救档案资料室发生的火灾，下列说法正确的有AB（填标号）．
A．液态二氧化碳气化后不会污染档案资料
B．二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气
C．液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的着火点
（3）小凤又在一本参考书上发现，镁也能在二氧化碳中燃烧！于是她做了这个实验（如图1），将镁条点燃后迅速伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，发现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种白色粉末和一种黑色粉末．根据上述现象，写出该反应的化学方程式：2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
这个实验还引发了我们对过去某些知识的反思，从而有了新的发现，新的发现是ABC（填序号）
A．在一定的条件下，二氧化碳也能支持燃烧；
B．活泼金属着火时不能用二氧化碳灭火；
C．燃烧不一定需要有氧气．
（4）“神州十号”飞船的成功发射是我国航天事业的又一里程碑．金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：淡黄色的过氧化钠固体（Na2O2）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成白色碳酸钠固体和氧气，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2所示的实验．
①过氧化钠固体（Na2O2）与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．
②A装置中所发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
③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．
（5）小明欲探究过氧化钠吸收和释放的气体之间体积关系以及反应的热效应，设计实验如下，请回答下列相关问题：
①检查装置气密性的方法：用其中一只注射器中抽取一定体积空气，如图3连好装置，缓缓推动，若能观察
到推动A注射器的活塞，则B中活塞向右移动，说明气密性良好．
②向U形管内盛装过量的Na2O2药品，注射器中为二氧化碳气体，连接好装置．药品为什么需过量确保二氧化碳完全反应，得到纯净的氧气．
③缓缓推动注射器A活塞，片刻，可以观察到温度计液柱明显上升，说明反应放热（填“吸热”或“放热”）同时还可以观察到固体粉末发生变化的现象是黄色变白；
④小明查阅资料得知：相同的条件下，相同体积的气体具有相等的分子数，则待A注射器中二氧化碳气体反应完全后，装置恢复至常温，B注射器中活塞应停留在50mL处．（不考虑实验带来的误差）
⑤小红同学通过查阅资料了解到Na2O2还能与水反应，方程式为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑于是她根据这一原理设计了另一种测定Na2O2的纯度的方法：①称取20g样品于一只质量为45g的锥形中；②一次性加入20mL蒸馏水后将锥形瓶放置在电子天平上（如图4），观察显示数字的变化，并记录（数据见表2）；③进行计算．
时间/s60120180240300
天平示数/g83.8282.4382.1581.8081.80
i从上表数据判断，240秒时，已经反应完全；
ii请你帮小红同学计算此样品中Na2O2的纯度，并写出过程．

分析 （1）根据活性炭具有吸附性分析；
（2）根据液态二氧化碳灭火的原理分析判断；
（3）根据镁与二氧化碳的反应分析判断．
（4）根据反应写出反应的化学方程式，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（5）①根据装置特点探究装置气密性的检查方法；
②向U形管内盛装过量的Na2O2药品，注射器中为二氧化碳气体，连接好装置，根据特殊情况下，核潜艇里工作的人员生活情况探究药品为什么需过量；
③由温度计显示此反应放出热量，同时还可以观察到淡黄色的固体粉末逐渐变为白色．
④根据过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式来比较二氧化碳和氧气的分子个数比，然后据此解答；
⑤i．仔细观察上表数据即可判断20gNa2O2与20mL水反应的时间；
ii．根据表中数据计算出生成的氧气的质量，再根据Na2O2与水反应的化学方程式计算此样品中Na2O2的纯度为．

解答 解：（1）活性炭能用于净水，是利用了活性炭的吸附性；
（2）A．液态二氧化碳气化后，没有液体留下，不会污染档案资料，说法正确；
B．二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气，说法正确；
C．着火点是物质的属性，一般不能改变，说法不正确；
（3）镁与二氧化碳的反应，方程式是：2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．通过这反应说明了：在一定的条件下，二氧化碳也能支持燃烧、活泼金属着火时不能用二氧化碳灭火、燃烧不一定需要有氧气等．
（4）①过氧化钠固体（Na2O2）与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．
②A装置中是盐酸与石灰石反应，所发生反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
③如果二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收，能使澄清的石灰水变浑浊，所以现象是：C装置处的澄清石灰水变浑浊．
（5）①检查装置气密性的方法：推动A注射器的活塞，则B中活塞向右移动则气密性良好；
②向U形管内盛装过量的Na2O2药品，注射器中为二氧化碳气体，连接好装置，根据特殊情况下，核潜艇里工作的人员生活情况分析药品过量的原因：确保二氧化碳完全反应，得到纯净的氧气；
③由温度计显示此反应放出热量，说明此反应为放热反应，同时还可以观察到淡黄色的固体粉末逐渐变为白色的现象．
④因为相同的条件下，相同体积的气体具有相等的分子数，根据2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2看出二氧化碳的氧气的体积比是2：1，则待A注射器中二氧化碳气体反应完全后，装置恢复至常温，B注射器中活塞应停留在50mL处．
⑤i．仔细观察上表数据即可判断20gNa2O2与20mL水完全反应的时间是240秒；
ii由题意得，氧气的质量为：20g+45g+20g-81.80g=3.2g
设：Na2O2的质量为x
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
156                32
x                  3.2g
$\frac{156}{32}=\frac{x}{3.2g}$   解得 x=15.6g
所以Na2O2的纯度=$\frac{15.6g}{20g}$×100%=78%．
故答为：（1）吸附性；（2）AB；（3）2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．ABC．（4）①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．
②CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；③；（5））①推动A注射器的活塞，则B中活塞向右移动；②确保二氧化碳完全反应，得到纯净的氧气；③放热．④50；⑤i．240；ii78%．

点评 此题探究过氧化钠固体在常温下与二氧化碳反应原理、现象、用途等知识点，涉及知识面很广，探究问题较多，是锻炼学生能力的一道不可多得的好题．

练习册系列答案
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5．根据质量守恒定律推测，反应4X+502=4NO+6H20，X的化学式为（　　）
A．NH3B．N2C．H2D．H20
2．如图是工业上制备氢气的微观示意图，其中不同的“球”代表不同的原子．下列说法不正确的是（　　）
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B．反应前后，原子的种类、数目不变
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9．水是生命之源．用你学过的化学知识回答下列问题：
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19．观察氧化汞受热分解过程的微观示意图，你能获得哪些信息？（请从以下三个方面分别说明．）
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其他：水是由氢元素和氧元素组成．
6．下列物质的性质中，属于化学性质的是（　　）
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3．镉（Cd）元素的原子序数为48，中子数为64，下列说法错误的是（　　）
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4．实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题．

（1）写出带标号的仪器的名称：①铁架台；②集气瓶；
（2）向气体发生装置内加入药品前，必须检查装置的气密性；
（3）a实验室若用高锰酸钾制取氧气，选择的制取装置是A，收集较干燥的氧气可选D．反应的化学方程式2KMnO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；该反应属于分解反应．
b实验室若用双氧水制氧气，选择的发生装置是B．

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