Question

(13分)過氧化鈉(化學式為Na_Na2O2)可用在呼吸面具中作為氧氣來源。Na₂O₂能跟CO₂反應生成O₂和另一種固體化合物(用X表示)；它也能跟H₂O反應生成O₂，化學方程式為:2Na₂O₂+2H₂O = 4NaOH+O₂↑。以下是某興趣小組進行的探究活動。
（1）利用如下圖所示實驗裝置制取氧氣，請回答有關問題。

①實驗室制取CO₂的化學方程式為                                 。
②表明CO₂未被Na₂O₂完全吸收的實驗現象為                          。
③O₂可采用D裝置收集，并用帶火星的木條檢驗，這是利用了O₂的                    性質。
④若A裝置產生的CO₂中混有水蒸氣，要檢驗干燥的CO₂能否與Na₂O₂反應生成O₂，以上實驗裝置應如何改進                                          
(2)為探究X是哪種物質及其有關性質，同學們進行了如下分析和實驗。
①有同學猜想X可能是酸、堿或鹽中的一種。通過對物質組成的分析，大家一致認為X肯定不是酸和堿，理由是                                    。
②同學們通過討論和實驗證明了X是Na₂CO₃。以下是他們設計的有關Na₂CO₃性質的探究實驗，將下表填寫完整。

實驗操作	現 象	有關的化學方程式
實驗一：取少量固體樣品，	澄清石灰水變渾濁	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
實驗二：取少量固體樣品， 加水配成溶液，滴加適量的         溶液	有白色沉淀產生

(3)7.8g過氧化鈉與足量的水反應，生成氧氣的質量是多少?若反應后得到了40g氫氧化鈉溶液，請計算氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數。

Answer 1

(1)①CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑
②澄清石灰水變渾濁 
③氧氣密度比空氣的大，氧氣有助燃性。
④在A、B裝置之間增加氣體干燥裝置
(2)①Na₂O₂和CO₂都不含氫元素，根據質量守恒定律，二者反應后不可能生成含氫
元素的酸或堿(1分)
②  

實驗操作	現 象	有關的化學方程式
滴加稀鹽酸，然后將產生的氣體通入澄清石灰水	有氣泡產生
氯化鈣或 氯化鋇等		Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl或 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl等

    (3)解：設生成氧氣的質量為x，生成氫氧化鈉的質量為y。
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156          160   32
7.8g          y    x
X=1.6g
Y=8g
氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為：
8g/40g×100%=20％
答：略。

試題分析：(1)①實驗室用大理石和稀鹽酸制備CO₂，其反應為CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑
②裝置C中的澄清石灰水就是檢驗CO₂是否反應完全，如果CO₂沒有反應完全，則C中的澄清石灰水變渾濁③D裝置長進短處是向上排空氣的方法，因為氧氣的密度比空氣大，所以采用向上排空氣法收集氣體，氧氣能使帶火星的木條復燃，是因為氧氣具有助燃性。④因為制出的CO₂帶有水，所以要在A、B之間加一個干燥裝置
(2)①因為反應物是Na₂O₂和CO₂，因此在產物中不可能有H元素出現，而酸或堿中都含有H元素，所以X不可能是酸或堿。②根據反應方程式可知，是鹽酸與碳酸鈉反應，鹽酸與碳酸鈉反應的現象是產生氣泡。根據碳酸鈉的性質可知，碳酸鈉與鈣鹽或鋇鹽反應會產生白色沉淀。
(3)解：設生成氧氣的質量為x，生成氫氧化鈉的質量為y。
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
156           160   32
7.8g           y     x
X=1.6g
Y=8g
氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為：
8g/40g×100%=20％
答：氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為20%。₂O₂的性質、Na₂CO₃的性質，溶液質量分數的計算
點評：這是一道綜合性強的實驗習題，既有實驗裝置的分析，又有物質性質的檢驗，還有溶液質量分數的計算，要想能準確解答這類習題，首先要會分析各儀器的作用，然后掌握各種物質的性質。