Question

過氧化鈉是中學(xué)化學(xué)中常用的強氧化劑，一氧化碳和氫氣是常用的還原劑．某學(xué)習(xí)小組探究過氧化鈉與一氧化碳、氫氣反應(yīng)的產(chǎn)物．查閱資料：熾熱的焦炭能與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H₂，同時CO和水蒸氣在高溫下能反應(yīng)生成少量的二氧化碳．
設(shè)計實驗：根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計如圖所示實驗裝置（假設(shè)裝置中的藥品均足量）．

主要實驗步驟：
①連接裝置并檢查裝置的氣密性；
②先點燃A處的酒精燈，再緩慢通入水蒸氣，將裝置內(nèi)的空氣排盡后，最后點燃C處的酒精燈；
③當(dāng)?shù)�黃色的過氧化鈉完全變?yōu)榘咨�后，熄滅C處的酒精燈；
④繼續(xù)通入水蒸氣至C處的玻璃管冷卻，停止通入水蒸氣并熄滅A處的酒精燈．
實驗過程中，無水硫酸銅沒有變藍(lán)，澄清石灰水沒有變渾濁．
請回答下列問題：
（1）上述方案有不足之處，請?zhí)岢鲂薷慕ㄗh：

 

．B裝置的作用是

 

．
（2）確認(rèn)步驟②“裝置內(nèi)的空氣排盡”的操作是

 

．
（3）預(yù)測C處的硬質(zhì)大試管中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

（只寫一個）．
（4）實驗室提供如下藥品：酚酞試液、氯化鋇溶液、澄清石灰水、鹽酸、硝酸銀溶液、硫酸鐵溶液、硫酸銅溶液．請設(shè)計方案確認(rèn)C處的硬質(zhì)大試管中白色固體M的成分并填寫實驗報告（根據(jù)需要，不必填滿，不夠也可以補充）：

實驗步驟	實驗操作	實驗現(xiàn)象和結(jié)論
步驟一
步驟二
步驟三
…

（5）拓展實驗，設(shè)計一個簡單實驗確認(rèn)白色固體M中是否含有少量的過氧化鈉：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：由于氣體參與反應(yīng)時不能反應(yīng)完全，因此最后的尾氣要進行處理，防止污染環(huán)境，若整個裝置充滿一氧化碳和氫氣，可以通過收集氣體來驗證；若過氧化鈉與氫氣反應(yīng)生成氫氧化鈉，與一氧化碳反應(yīng)則生成碳酸鈉；驗證二者的存在應(yīng)從碳酸根離子和氫氧根離子入手，前者采用沉淀法，不能采用氣體法，因為氫氧根離子會被消耗，后者采用指示劑法；依據(jù)過氧化鈉與水反應(yīng)時有氣體放出的性質(zhì)，或者過氧化鈉具有強氧化性的性質(zhì)，任選一種性質(zhì)就可以證明其存在；
（1）依據(jù)裝置圖分析，反應(yīng)過程中一氧化碳是有毒氣體，不能排放到空氣中需要尾氣處理；裝置B是干燥一氧化碳和氫氣氣體，同時除去二氧化碳?xì)怏w；
（2）先點燃A處的酒精燈，再緩慢通入水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，證明空氣是否排凈，可以在裝置E處收集一試管氣體點燃是否出現(xiàn)爆鳴證明；
（3）依據(jù)實驗步驟可知通入玻璃管的氣體是干燥的一氧化碳和氫氣，實驗預(yù)測和過氧化鈉反應(yīng)的可能是氫氣和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉，或一氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉分析；
（4）依據(jù)裝置和步驟分析，白色固體M可能是碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，設(shè)計實驗可以利用碳酸根離子生成沉淀的現(xiàn)象設(shè)計驗證，氫氧根離子在除去碳酸根離子后加入酚酞試液來驗證氫氧根離子的存在；
（5）證明白色固體可能含有過氧化鈉，可以設(shè)計實驗利用過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣的性質(zhì)進行實驗設(shè)計驗證；

解答： 解：（1）依據(jù)裝置圖分析，反應(yīng)過程中一氧化碳是有毒氣體，不能排放到空氣中需要尾氣處理，可以在E裝置后的導(dǎo)氣管處接一個氣球或放一個點燃的酒精燈；裝置B是干燥一氧化碳和氫氣氣體，同時除去二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：在E裝置后的導(dǎo)氣管處接一個氣球或放一個點燃的酒精燈，干燥和除去二氧化碳；
（2）先點燃A處的酒精燈，再緩慢通入水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，證明空氣是否排凈，可以在裝置E處收集一試管氣體點燃是否出現(xiàn)爆鳴證明，在E處收集一試管氣體，點燃若氣體能安靜的燃燒或由輕微的爆鳴聲，證明裝置內(nèi)空氣已排凈，
故答案為：在E處收集一試管氣體，點燃若氣體能安靜的燃燒或由輕微的爆鳴聲，證明裝置內(nèi)空氣已排凈；
（3）依據(jù)實驗步驟可知通入玻璃管的氣體是干燥的一氧化碳和氫氣，實驗預(yù)測和過氧化鈉反應(yīng)的可能是氫氣和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉，或一氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂O₂+H₂

△   .

2NaOH或Na₂O₂+CO=Na₂CO₃，故答案為：Na₂O₂+H₂

△   .

2NaOH或Na₂O₂+CO=Na₂CO₃；
（4）依據(jù)裝置和步驟分析，白色固體M可能是碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物，設(shè)計實驗可以利用碳酸根離子生成沉淀的現(xiàn)象設(shè)計驗證，氫氧根離子在除去碳酸根離子后加入酚酞試液來驗證氫氧根離子的存在，取少量白色固體M溶于水加入足量的氯化鋇溶液，若生成白色沉淀，則說明白色沉淀固體M中含有碳酸鈉，無法確定是否含有氫氧化鈉；若無現(xiàn)象，則說明白色固體中不含碳酸鈉，只含氫氧化鈉，若步驟一產(chǎn)生白色沉淀，再向步驟一的上層清液中滴加酚酞試液，若溶液變紅色，則說明白色固體M中含有氫氧化鈉，否則不含有氫氧化鈉；
故答案為：取少量白色固體M溶于水加入足量的氯化鋇溶液，若生成白色沉淀，則說明白色沉淀固體M中含有碳酸鈉，無法確定是否含有氫氧化鈉；若無現(xiàn)象，則說明白色固體中不含碳酸鈉，只含氫氧化鈉，若步驟一產(chǎn)生白色沉淀，再向步驟一的上層清液中滴加酚酞試液，若溶液變紅色，則說明白色固體M中含有氫氧化鈉，否則不含有氫氧化鈉；
（5）證明白色固體可能含有過氧化鈉，可以設(shè)計實驗利用過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣的性質(zhì)進行實驗設(shè)計驗證，取少量白色固體M，溶于水若無氣泡產(chǎn)生，則說明M中不含有過氧化鈉；若有氣泡產(chǎn)生，則說明M中含有過氧化鈉；
故答案為：取少量白色固體M，溶于水若無氣泡產(chǎn)生，則說明M中不含有過氧化鈉；若有氣泡產(chǎn)生，則說明M中含有過氧化鈉；

點評：本題考查了實驗裝置的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和氣體除雜，氣體性質(zhì)和反應(yīng)后產(chǎn)物的驗證實驗設(shè)計是解題關(guān)鍵，題目難度中等．