Question

【題目】潛水艇里要配備氧氣的再生裝置，以保證長時間潛航。有以下幾種制取氧氣的方法：

①加熱高錳酸鉀 ②用二氧化錳分解過氧化氫 ③常溫下過氧化鈉固體（化學(xué)式為Na2O2）與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。

（1）寫出方法①和②的化學(xué)方程式___，______。

（2）事實(shí)證明最適合在潛水艇里制氧氣的是方法是③，與其它兩種方法相比，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是____（填序號）。

A. 無需加熱，常溫下就可自動完成，使用方便

B. 能將人呼吸產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)楹粑�所需的氧�?/span>

C. 生成等質(zhì)量的氧氣，藥品用量少

D. 生成物沒有毒，不污染環(huán)境

探究一：某同學(xué)設(shè)計了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。

（查閱資料）已知過氧化鈉是一種淺黃色固體粉末，過氧化鈉還能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，方程式為：2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2↑。

（3）A是二氧化碳?xì)怏w的發(fā)生裝置，裝配該裝置時，應(yīng)選用的儀器除帶導(dǎo)管的雙孔橡皮塞外，還需要的儀器有（填名稱，從圖2中選擇）_____、_____。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式______。

（4）用圖1中裝置D所示的方法收集氧氣，其依據(jù)是_______；檢驗(yàn)D裝置試管內(nèi)收集到的氣體是否是氧氣的方法是_________。

（5）B中反應(yīng)方程式是___________。

石灰水的作用是①觀察氣體的流速，②判斷過氧化鈉與二氧化碳何時完全反應(yīng)， ③_____________。

（6）你認(rèn)為該方案_______（填“能”或“不能”）證明過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，理由是_______。

探究二：小紅同學(xué)利用過氧化鈉能和水反應(yīng)的原理來測定Na2O2的純度并用所得的氧氣來確定某物質(zhì)的組成

（實(shí)驗(yàn)步驟）：

①稱取20g樣品置于裝置中（整個裝置的質(zhì)量為45g）。

②一次性加入20mL蒸餾水后將裝置放置在電子天平上，觀察顯示數(shù)字的變化，并記錄（數(shù)據(jù)見下表）。

③進(jìn)行計算。

時間/s	60	120	180	240	300
天平示數(shù)/g	83.82	82.43	82.15	81.80	81.80

（7）裝置中干燥劑的作用是______；如果沒有干燥劑，測定結(jié)果會_____（選填“偏大”、“ 偏小”、“ 不變”）。

（8）取一定質(zhì)量的某物質(zhì)在上述所得的氧氣中完全燃燒測得生成二氧化碳4.4克和水1.8克，通過計算確定該物質(zhì)中各元素的原子的個數(shù)比_____。

Answer 1

【答案】2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ AB 錐形瓶 長頸漏斗 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 氧氣不易溶于水 帶火星的木條伸入試管中 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 除去氧氣中的二氧化碳 不能 過氧化鈉與二氧化碳中的水蒸氣反應(yīng)也生成氧氣 吸收氧氣逸出時帶出的水蒸氣 偏大 1:2:1

【解析】

（1）加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程為：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；用二氧化錳分解過氧化氫生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程為：2H2O22H2O+O2↑；

（2）在常溫下過氧化鈉固體與二氧化碳反應(yīng)生碳酸鈉和氧氣，常溫下即可發(fā)生反應(yīng)，且可把空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，供給氧氣的同時吸收了人呼出的二氧化碳，適宜在潛水器里供給氧氣；與其他兩種方法相比，這種方法常溫下就能進(jìn)行，不用加熱、不用通電，操作簡單，還能將人呼吸產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)楹粑�所需的氧�?/span>；

（3）實(shí)驗(yàn)室通常用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w，制取氣體的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)不需要加熱，因此所需的儀器有錐形瓶、長頸漏斗、帶導(dǎo)管的橡皮塞等；實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

（4）用D所示的方法收集氧氣，其依據(jù)是：氧氣不溶于水；氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，故用燃著的木條伸入試管中，木條復(fù)燃，該氣體是氧氣；

（5）B中是過氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；石灰水能與二氧化碳反應(yīng)，防止對氧氣收集的影響；

（6）過氧化鈉還能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，故此方案不能明過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣；

（7）過氧化鈉還能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，氧氣逸出時會帶有水分，可用干燥劑進(jìn)行吸收；沒有干燥劑，氧氣逸出時會帶有水分，導(dǎo)致測得參加反應(yīng)過氧化鈉的質(zhì)量偏大，計算的純度偏大；

（8）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得參加反應(yīng)氧氣的質(zhì)量=20g+45g+20g-81.80g=3.2g，根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，該物質(zhì)中一定含有碳、氫兩種元素，則：4.4g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量=4.4g××100%=1.2g，1.8g水中氫元素的質(zhì)量=1.8g××100%=0.2g，參加反應(yīng)該物質(zhì)的質(zhì)量=4.4g+1.8g-3.2g=3.0g，1.2g+0.2g=1.4g, 故該氣體中還含有氧元素，且氧元素的質(zhì)量為：3.0g-1.4g=1.6g，所以碳、氫、氧元素的原子個數(shù)比=：：=1:2:1。