Question

小強同學在化學氧自救器的說明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO₂）接觸能產生氧氣后，對自救器內發生的化學反應原理產生了探究欲望．在老師指導下，小強與同學們展開了以下兩個實驗探究活動，請你參與．
活動Ⅰ：用下圖所示的由a、b、c、d組合成的成套裝置和有關藥品制取并收集氧氣．

（1）用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則a裝置可采用下圖中的________（填序號），有關反應的化學方程式為：________．

（2）用c裝置中的氫氧化鈉溶液吸收未與超氧化鉀反應的二氧化碳．請寫出氫氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式：________．
（3）用________法收集氧氣，該收集方法是根據氧氣________的性質而確定的．證明生成的氣體是氧氣，使用________進行檢驗．
活動Ⅱ：探究二氧化碳與超氧化鉀反應除生成氧氣外，還生成其它什么物質？
[老師提示]二氧化碳與超氧化鉀反應的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
[作出猜想]二氧化碳與超氧化鉀反應生成的化合物到底是哪種物質？
小強作出了以下三種猜想：①是一種酸；　　 ②是一種堿；　　 ③是一種碳酸鹽．
（4）通過對反應物有關的元素組成的分析，小影同學認為猜想________、________（填序號）一定是錯誤的，理由是________．
（5）[進行實驗]同學們通過以下實驗驗證小強同學的另一個猜想．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
將二氧化碳與超氧化鉀反應后的固體加入_______	____________________	二氧化碳與超氧化鉀反應的化合物是___________（填名稱）．

（6）[交流與討論]小英認為：二氧化碳與超氧化鉀反應的化學方程式________．

Answer 1

答：（1）固體石灰石和液體鹽酸在常溫下就可以反應生成二氧化碳，故采用的是液固常溫反應型氣體發生裝置，①是固體加熱型發生裝置，而②中長頸漏斗的末端未浸入液面以下，不符合，所以本題答案為：③，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，故本題答案為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（3）氧氣不易溶于水，可用排水法收集，氧氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，氧氣具有助燃性，可以用帶火星的木條檢驗其存在，所以本題答案為：排水法（向上排空氣法），不易溶于水（密度比空氣大），帶火星的木條；
（4）根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變，反應前物質中含鉀、碳、氧三種元素，而酸和堿中都含有氫元素，所以不可能為酸和堿，所以本題答案為：①，②，化學反應前后元素的種類不變，反應物的組成中無氫元素，故無酸堿生成．
（5）小強同學的另一個猜想是生成碳酸鹽，而碳酸鹽的特點是可以與酸反應生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，所以本題答案為：取少量固體放入試管中，倒入稀鹽酸，將產生的氣體導入石灰水，固體逐漸溶解有氣泡產生，石灰水變渾濁，碳酸鉀
（6）根據實驗現象和推測，二氧化碳與超氧化鉀反應后生成碳酸鉀和氧氣，故答案為：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．
分析：用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，藥品狀態為液體和固體，無反應條件，所以采用的是液固常溫型氣體發生裝置，收集氣體采用的方法，是由氣體的密度和溶解性決定的，氧氣具有助燃性，所以檢驗氧氣的存在采用帶火星的木條，推斷化學反應中生成的物質的化學式，要依據質量守恒定律．
點評：根據質量守恒定律，化學反應前后元素種類不變，是推測化學反應中生成物質化學式的重要依據，另外還要熟知酸堿鹽物質中所含的元素種類，明確碳酸鹽的檢驗方法．