Question

3．已知过氧化钠（化学式为Na₂O₂）是一种浅黄色固体粉末，可用作呼吸面具里的供氧剂，利用人呼出的二氧化碳与Na₂O₂反应放出O₂，供给人的正常生命活动，该反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．某同学利用该反应原理制取氧气，设计了如图一所示的实验装置．

（1）装置①中CO₂的制取方法有多种，若用稀盐酸和石灰石制取CO₂，该反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O若用加热NaHCO₃固体制取CO₂，应该选用的发生装置为A（选填图二中的字母）．
（2）夏天室温很高的时候，检验A装置气密性的合理方法是：将导管口放入水面下，然后用热毛巾捂住试管外壁或用酒精灯微热试管，若导管口有气泡冒出…，说明装置不漏气．
（3）为收集纯净干燥的O₂，装置③中盛放的试剂为氢氧化钠溶液，作用是除去二氧化碳；装置④中盛放的试剂为浓硫酸，作用是干燥气体；则⑤中收集方法可选用真空袋收集法．
（4）当观察到装置②中浅黄色固体变成白色时应停止通CO₂．
（5）此外，过氧化钠也能与水反应生成碱和氧气，试写出该反应的化学方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，若用此反应制O₂，可选用的发生装置为B（选填图二中的字母）．

Answer 1

分析 （1）石灰石的主要成分为碳酸钙，可以和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，可以据此写出该反应的化学方程式；碳酸氢钠在加热的条件下分解产生二氧化碳，所应该选择固固加热型的反应装置；
（2）检验该装置气密性的合理方法是：将导管口放入水面下，然后用热毛巾捂住试管外壁或用酒精灯微热试管，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气．
（3）通入的二氧化碳不可能被全部反应掉，为了得到较纯净的氧气，应该在③中加入氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳，为了得到较干燥的氧气，④中盛放的试剂应为浓硫酸来吸水干燥氧气；为收集纯净干燥的O₂，可以据此解答；
（4）根据过氧化钠是一种浅黄色固体粉末，Na₂CO₃是白色固体解答；
（5）据反应原理书写方程式，并反应物状态和反应条件选择发生装置．

解答 解：（1）石灰石的主要成分为碳酸钙，可以和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，碳酸氢钠在加热的条件下分解产生二氧化碳，所应该选择固固加热型的反应装置即A装置；
（2）检验该装置气密性的合理方法是：将导管口放入水面下，然后用热毛巾捂住试管外壁或用酒精灯微热试管，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气；
（3）通入的二氧化碳不可能被全部反应掉，为了得到较纯净的氧气，应该在③中加入氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳；为了得到较干燥的氧气，④中盛放的试剂应为浓硫酸来吸水干燥氧气；为收集纯净干燥的O₂，最好选用真空袋收集法，防止混入水蒸气和其他气体；
（4）过氧化钠是一种浅黄色固体粉末，Na₂CO₃是白色固体，故当观察到装置②中浅黄色固体变成白色时应停止通CO₂；
（5）过氧化钠也能与水反应生成碱和氧气，据反应前后元素的种类不变，则生成的碱是氢氧化钠，反应的化学方程式是2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，该反应不需加热，属于固液常温型，且过氧化钠是粉末状固体，所以不能用B装置，应选择C．
故答案为：（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，A；
（2）用热毛巾捂住试管外壁或用酒精灯微热试管；
（3）氢氧化钠溶液，除去二氧化碳，浓硫酸，干燥气体，真空袋收集；
（4）浅黄色固体变成白色；
（5）2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，B．

点评 本题考查了过氧化钠与二氧化碳的反应及其反应产物氧气和气体的除杂，完成此题，可以依据题干提供的信息以及已有的知识进行，能较好考查学生对知识的掌握和应用能力．