Question

8．航天科技飛速發(fā)展，密閉的飛船艙中是如何獲得氧氣并凈化艙里的空氣呢？為探究其反應原理，某化學興趣小組的同學，在老師的指導下．進行了如下實驗探究．
【查閱資料】常溫下，過氧化鈉（Na₂O₂）固體與水反應，生成氫氧化鈉和氫氣，過氧化鈉固體與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣．
【實驗目的】探究二氧化碳與過氧化鈉反應成氧氣，并收集干燥純凈的氧氣
【實驗步驟】該小組同學根據(jù)實驗目的，作出了如下實驗設計，請你參與并回答下列問題：

（1）寫出標號儀器的名稱：a；試管，b．錐形瓶．
（2）實驗室常用裝置B來制取二氧化碳，反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，現(xiàn)要得到純凈干燥的CO₂與Na₂O₂反應，選擇裝置的組合順序是B→D→E→F （填裝置編號），你選擇該裝置的目的是：除去CO₂氣體中混有的HCl氣體．
（3）若要收集到純凈干燥的氧氣，還需將上述所得氧氣先通裝置C、E，最后用裝置G來收集，其中裝置C中反應的化學方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．裝置E 的作用是：除掉氧氣中混有的水蒸氣，證明氣G中氧氣你收滿的方法是：用一根帶火星的木條放在c端，若木條復燃，則說明氧氣已經(jīng)收滿．
【反思與評價】
（4）反應后裝置F中的過氧化鈉固體是否完全反應？
取少量該固體與試管中，加入水后觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明過氧化鈉沒有完全反應．
（5）某同學還想到實驗室用裝置A也能制得氧氣，反應的化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，但小組同學討論后一致認為，飛船艙內(nèi)不能用此法提供氧氣請說明理由：無法消耗人體呼吸時所產(chǎn)生的二氧化碳（合理即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常見的化學儀器的名稱進行分析解答．
（2）根據(jù)實驗室中制取二氧化碳的反應原理，鹽酸具有揮發(fā)性，進行分析解答．
（3）裝置C中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，濃硫酸具有吸水性，結合氧氣的驗滿方法進行分析解答．
（4）根據(jù)常溫下，過氧化鈉（Na₂O₂）固體與水反應，生成氫氧化鈉和氫氣，進行分析解答．
（5）裝置A屬于固體加熱型，試管口放有放一團棉花，采用的是高錳酸鉀的方法，據(jù)此進行分析解答．

解答 解：（1）儀器a是試管；儀器b是錐形瓶．
（2）實驗室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應來制取，同時生成氯化鈣、水，反應的化學方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
鹽酸具有揮發(fā)性，制取的二氧化碳氣體中含有氯化氫氣體，氯化氫能與碳酸氫鈉溶液反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，故選擇裝置的組合順序是B→D→E→F，通過D的目的是除去CO₂氣體中混有的HCl氣體，再通過濃硫酸進行干燥．
（3）裝置C中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；濃硫酸具有吸水性，能除掉氧氣中混有的水蒸氣；
氧氣的密度比空氣的大，d端是進氣管；氧氣能支持燃燒，用一根帶火星的木條放在c端，若木條復燃，則說明氧氣已經(jīng)收滿．
（4）常溫下，過氧化鈉（Na₂O₂）固體與水反應，生成氫氧化鈉和氫氣，取少量該固體與試管中，加入水后觀察到有產(chǎn)生，說明過氧化鈉沒有完全反應．
（5）裝置A屬于固體加熱型，試管口放有放一團棉花，采用的是高錳酸鉀的方法，高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的化學方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
該方法制取氧氣，需要進行加熱，無法消耗人體呼吸時所產(chǎn)生的二氧化碳（合理即可）．
故答案為：（1）試管；錐形瓶；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；D；除去CO₂氣體中混有的HCl氣體；
（3）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；除掉氧氣中混有的水蒸氣；用一根帶火星的木條放在c端，若木條復燃，則說明氧氣已經(jīng)收滿
（4）氣泡；
（5）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；無法消耗人體呼吸時所產(chǎn)生的二氧化碳（合理即可）．

點評 本題難度不是很大，理解資料中過氧化鈉的性質（與水、二氧化碳反應），熟練掌握實驗室制取二氧化碳與氧氣的反應原理、常見氣體的除雜與檢驗方法等是正確解答本題的關鍵．