Question

3．某学生课外活动小组模拟呼吸面具中的反应原理，设计用如图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积．图中量气装置E由甲乙两根玻璃管组成，它们由橡皮管连通，并装入适量水．甲管有刻度（0～50mL）供量气用，乙管可上下移动调节液面高低．实验可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水．

请回答下列问题：
（1）图中各装置接口连接顺序是（填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略，）：⑤→③→④→⑥→⑦→②→①→⑧
（2）装置D中发生反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
（3）装置B的作用是（用离子方程式表示）：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑
（4）为了较准确测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中，还应注意a、b、c（填字母编号）
a．视线与液体凹液面最低处相平才读数
b．等待气体恢复常温才读数
c．上下移动乙管，使甲乙两管液面相平才读数
（5）实验测得收集的氧气在标准状况下体积为 V L，则参与反应的Na₂O₂ 的物质的量为$\frac{V}{11.2}$mol．

Answer 1

分析 题目要求利用过氧化钠与二氧化碳（潮湿）反应制取氧气，故首先需要制备二氧化碳．只有仪器C可以用来制取二氧化碳．制气原料应该采用大理石和盐酸，此法制得的二氧化碳中会含有少量氯化氢，须通过装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶，以除去这些氯化氢，然后使净化后的二氧化碳通过过氧化钠来制取氧气，该仪器只能选用装置D．此反应属于气体与固体之间的反应，不易反应完全，为了除去生成的氧气中混有未反应的二氧化碳，可以使它们通过仪器A，在测量氧气体积时，为了使测量更为准确，要注意上下移动仪器E中的乙管，使甲、乙两管的液面相平，以使甲管中的气压与大气气压相等，同时视线应与甲管内凹液面最低处相平，以减少观察误差，最后根据方程式计算过氧化钠的物质的量，据此分析解答．

解答 解：（1）仪器C可以用来制取二氧化碳，连接③用来除去HCl，④连接⑥可使二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气，然后连接②可除去未反应的二氧化碳，
最后连接⑧测量气体的体积，所以顺序为⑤③④⑥⑦②①⑧
故答案为：⑤；③；④；②；①；⑧；
（2）D中发生过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）仪器C可以用来制取二氧化碳，此法制得的二氧化碳中会含有少量氯化氢，须通过装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶，所以装置B的作用是以除去这些氯化氢，反应的离子方程式为HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，故答案为：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑；
（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数．求其差值的过程中，
应注意：①等待气体恢复常温才读数；②读数时要调节E中甲乙的液面使其同一高度；③读数时视线要与凹液面最低处相平，
故答案为：a、b、c．
（5）2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，
           2mol                           22.4L
              n                                VL
n=$\frac{2mol×VL}{22.4L}$=$\frac{V}{11.2}$mol，
故答案为：$\frac{V}{11.2}$．

点评 本题考查过氧化钠与二氧化碳的反应，并考查气体的制备、除杂、量气等知识，题目难度中等，本题注意把握实验原理和操作方法，注重基础知识的积累．