Question

11．过氧化钠（化学式为Na₂O₂）可用在呼吸面具中作为氧气来源．Na₂O₂能跟CO₂反应生成O₂和另一种固体化合物（用X表示）；它也能跟H₂O反应生成O₂，化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑．以下是某兴趣小组进行的探究活动．
（1）利用如下图所示实验装置制取氧气，请回答有关问题．

①实验室制取CO₂的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②表明CO₂未被Na₂O₂完全吸收的实验现象为澄清石灰水变浑浊．
③O₂可采用D装置收集，并用带火星的木条检验，这是利用了O₂的氧气密度比空气的大，氧气有助燃性性质．
④若A装置产生的CO₂中混有水蒸气，要检验干燥的CO₂能否与Na₂O₂反应生成O₂，以上实验装置应如何改进在A、B装置之间增加气体干燥装置
（2）为探究X是哪种物质及其有关性质，同学们进行了如下分析和实验．
①有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种．通过对物质组成的分析，大家一致认为X肯定不是酸和碱，理由是Na₂O₂和CO₂都不含氢元素，根据质量守恒定律，二者反应后不可能生成含氢元素的酸或碱．
②同学们通过讨论和实验证明了X是Na₂CO₃．以下是他们设计的有关Na₂CO₃性质的探究实验，将下表填写完整．

实验操作	现  象	有关的化学方程式
实验一：取少量固体样品，滴加稀盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水	有气泡产生 澄清石灰水变浑浊	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
实验二：取少量固体样品， 加水配成溶液，滴加适量的氯化钙或 氯化钡等 溶液	有白色沉淀产生	Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl或 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl等

（3）7.8g过氧化钠与足量的水反应，生成氧气的质量是多少？若反应后得到了40g氢氧化钠溶液，请计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数．．

Answer 1

分析 （1）①实验室用大理石和稀盐酸制备CO₂，其反应为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②装置C中的澄清石灰水就是检验CO₂是否反应完全，如果CO₂没有反应完全，则C中的澄清石灰水变浑浊；
③D装置长进短处是向上排空气的方法，因为氧气的密度比空气大，所以采用向上排空气法收集气体，氧气能使带火星的木条复燃，是因为氧气具有助燃性；
④因为制出的CO₂带有水，所以要在A、B之间加一个干燥装置；
（2）①因为反应物是Na₂O₂和CO₂，因此在产物中不可能有H元素出现，而酸或碱中都含有H元素，所以X不可能是酸或碱．②根据反应方程式可知，是盐酸与碳酸钠反应，盐酸与碳酸钠反应的现象是产生气泡．根据碳酸钠的性质可知，碳酸钠与钙盐或钡盐反应会产生白色沉淀；
（3）解：设生成氧气的质量为x，生成氢氧化钠的质量为y．
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156         160   32
7.8g         y    x
X=1.6g
Y=8g
氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为：
8g/40g×100%=20%
答：氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为20%．

解答 解：（1）①实验室用大理石和稀盐酸制备CO₂，其反应为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，故答案为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②装置C中的澄清石灰水就是检验CO₂是否反应完全，如果CO₂没有反应完全，则C中的澄清石灰水变浑浊，故答案为：澄清石灰水变浑浊；
③D装置长进短处是向上排空气的方法，因为氧气的密度比空气大，所以采用向上排空气法收集气体，氧气能使带火星的木条复燃，是因为氧气具有助燃性，故答案为：氧气密度比空气的大，氧气有助燃性；
④因为制出的CO₂带有水，所以要在A、B之间加一个干燥装置，故答案为：在A、B装置之间增加气体干燥装置；
（2）①因为反应物是Na₂O₂和CO₂，因此在产物中不可能有H元素出现，而酸或碱中都含有H元素，所以X不可能是酸或碱，故答案为：Na₂O₂和CO₂都不含氢元素，根据质量守恒定律，二者反应后不可能生成含氢元素的酸或碱；
②②根据反应方程式可知，是盐酸与碳酸钠反应，盐酸与碳酸钠反应的现象是产生气泡．根据碳酸钠的性质可知，碳酸钠与钙盐或钡盐反应会产生白色沉淀，
故答案为：

实验操作	现 象	有关的化学方程式
滴加稀盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水	有气泡产生
氯化钙或 氯化钡等		Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl或 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl等

（3）解：设生成氧气的质量为x，生成氢氧化钠的质量为y．
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156         160   32
7.8g         y    x
解之得：x=1.6g；y=8g
氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为：
$\frac{8g}{40g}$×100%=20%
答：氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为20%．

点评 这是一道综合性强的实验习题，既有实验装置的分析，又有物质性质的检验，还有溶液质量分数的计算，要想能准确解答这类习题，首先要会分析各仪器的作用，然后掌握各种物质的性质