Question

小明通過有關資料得知在宇宙飛船上可以安裝盛有Na₂O₂（過氧化鈉）的裝置作為后備使用之一，它的作用是與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣．于是進行以下的探究活動：
（1）他用右圖裝置制取并收集一瓶氧氣，為檢驗收集到的氧氣中是否含有二氧化碳，他應向集氣瓶中滴入______，振蕩，發現______，證明他收集到的氧氣中還含有CO₂．為使他能收集到一瓶較為純凈的氧氣，你認為他應在甲、乙裝置中間再連接以下的哪個裝置？______．


（2）進一步探究反應后玻璃管中剩余白色固體的成分．
【進行猜想】提出兩個猜想：①白色固體含有過氧化鈉；②白色固體含碳酸鈉．
【查閱資料】過氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉和氧氣．
【實驗探究】下面是對白色固體進行實驗探究的實驗報告，請補充表中空白．

實驗	操作步驟	實驗現象	實驗解釋與結論
檢驗白色固體中是否含有過氧化鈉	1．取該少量白色固體于試管里，加入適量的水使其溶解． 小芳：用帶火星的木條深入試管中． 小麗：去步驟1中得到的少量液體與試管管里，加兩滴酚酞試液．	有氣泡產生； 帶火星的木條復燃 ______	小芳：白色固體加入水后有氧氣生成． 小麗：白色固體加入水后有______生成 通過實驗兩人都認為白色固體含過氧化鈉．
檢驗白色固體是否含有碳酸鈉．	小芳：另取步驟1中得到的少量液體與試管中，向其中滴加______	______	白色物質中含有碳酸鈉．

【實驗反思】①小麗的方法正確嗎？為什么？______．請你幫小麗一起完善她的實驗，寫出操作過程及現象______．
②過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式為：______．
③假設某宇宙飛船中有4人，如果每人每小時消耗的氧氣在某溫度和壓強條件下體積為50L，則該飛船中每天需要過氧化鈉多少千克？（已知：在上述溫度和壓強條件下氧氣的密度為1.5g/L）______．根據計算數據，請你對宇宙飛船中如果“使用過氧化鈉作為唯一的供氧來源”發表看法：______．

Answer 1

解：（1）檢驗氧氣中是否含有未反應的二氧化碳的方法是向集氣瓶中滴加石灰水，看是否變渾濁，除去氧氣中的二氧化碳用氫氧化鈉溶液
（2）過氧化鈉與水反應生成氧氣，檢驗氧氣用帶火星的木條，碳酸鈉與酸生成二氧化碳氣體，
【實驗反思】①在混合物中可能存在著碳酸鈉，碳酸鈉溶液也呈堿性，能夠是酚酞變紅，故小麗的做法錯誤，
②過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式是：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
③根據題給條件利用化學方程式來解答該題，如果在宇宙飛船中只使用過氧化鈉來供給氧氣，本身過氧化鈉就很貴，且在太空中不適合載過重的質量．
根據題意可知每人每小時消耗氧氣的質量為：50L×1.5g/L=75g，則4個人一天消耗氧氣的質量為：75g×4×24=7200g=7.2kg
設消耗過氧化鈉的質量為x
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
156 32
x 7.2kg

解得：x=35.1kg
故答案為：（1）澄清石灰水；澄清石灰水變渾濁；A．
（2）

實驗	操作步驟	實驗現象	實驗解釋與結論
檢驗白色固體中是否含有過氧化鈉	1．取該少量白色固體于試管里，加入適量的水使其溶解． 小芳：用帶火星的木條深入試管中． 小麗：去步驟1中得到的少量液體與試管管里，加兩滴酚酞試液．	有氣泡產生； 帶火星的木條復燃 酚酞試液變紅	小芳：白色固體加入水后有氧氣生成． 小麗：白色固體加入水后有氫氧化鈉生成 通過實驗兩人都認為白色固體含過氧化鈉．
檢驗白色固體是否含有碳酸鈉．	小芳：另取步驟1中得到的少量液體與試管中，向其中滴加稀鹽酸	產生氣泡	白色物質中含有碳酸鈉．

[實驗反思]：①不正確，碳酸鈉溶液也顯堿性，也能使酚酞變紅；取少量液體于試管中，加足量的CaCl₂ 溶液使之充分反應，給上層清液中加酚酞，溶液變紅．
②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
③35.1kg；自身成本高、運輸成本高、產生大量的碳酸鈉處理困難等
分析：（1）根據二氧化碳的檢驗方法和除去氧氣中二氧化碳的方法分析；
（2）根據過氧化鈉和碳酸鈉的性質設計實驗，通過驗證生成物來確定是否含有這種物質；
【實驗反思】①碳酸鈉溶液呈堿性能夠是酚酞變紅
②根據反應物和生成物書寫化學方程式；
③根據化學方程式進行求算，然后根據計算結果來評價該問題；
點評：該題根據查閱資料提供的信息并結合實驗步驟和現象解決問題．主要考查讀題能力，能把題目所給信息與所學知識進行牽連．知道性質決定用途，用途體現性質．