Question

如圖所示，“二氧化碳是否在有水存在時，才能與過氧化鈉反應？”這個問題可通過以下實驗加以證明．
（1）按圖裝置，在干燥的試管Ⅲ中裝入Na₂O₂后，在通入CO₂之前，應事先將活塞（K₁、K₂）關閉好，目的何在？

以防止試管Ⅲ內的過氧化鈉和外界相通時發生吸潮現象

．
（2）試管I內的試劑X是

濃H₂SO₄

時，打開活塞K₁、K₂，加熱試管Ⅲ約5分鐘后，將帶火星的小木條插入試管Ⅱ的液面上，可觀察到帶火星的小木條不能劇烈地燃燒起來，且Ⅲ內淡黃色粉末未發生變化．則所得的結論是

過氧化鈉與干燥的CO₂不反應

．
（3）試管I內試劑為CO₂飽和水溶液時，其他操作同（2），通過

帶火星的小木條在試管Ⅱ的液面上復燃，同時，Ⅲ內固體由淡黃色變為白色

的現象，可以證明Na₂O₂與潮濕的CO₂能反應且放出O₂．
（4）CO₂與過氧化鈉反應機理也可用示蹤原子分析加以證明，請完成下列反應方程式：

2

Na₂O₂+

2

C¹⁸O₂+

2

H

18 2

O-→

2Na₂C¹⁸O₃+O₂↑+2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）根據讓Na₂O₂與干燥CO₂反應，必須保證整個環境中不能有H₂O分析；
（2）試劑X為干燥劑，且X的狀態為液體，根據二氧化碳的性質選擇干燥劑；根據題中反應現象得出正確結論；
（3）根據實驗結論分析過氧化鈉與潮濕的二氧化碳反應的現象；
（4）根據二氧化碳與水結合生成碳酸，碳酸電離的氫離子與過氧化鈉反應，碳酸中¹⁸O完全存在于碳酸根離子中．

解答：解：（1）本題旨在利用對比實驗，探究Na₂O₂與CO₂反應的環境，故實驗步驟中，首先讓Na₂O₂與干燥CO₂反應，必須保證整個環境中不能有H₂O，故通入反應裝置前CO₂必須干燥，
故答案為：以防止試管Ⅲ內的過氧化鈉和外界相通時發生吸潮現象；
（2）二氧化碳必須是干燥的，所以使用試劑X濃硫酸進行干燥；由帶火星的小木條不能劇烈地燃燒起來，且Ⅲ內淡黃色粉末未發生變化，說明干燥的 二氧化碳與過氧化鈉沒有發生反應，
故答案為：濃H₂SO₄；過氧化鈉與干燥的CO₂不反應；
（3）過氧化鈉與潮濕的二氧化碳反應會生成氧氣，所以帶火星的小木條在試管Ⅱ的液面上會復燃；Ⅲ內固體由淡黃色變為白色，說明淡黃色的過氧化鈉由于參加了反應生成了白色的碳酸鈉，
故答案為：帶火星的小木條在試管Ⅱ的液面上復燃，同時，Ⅲ內固體由淡黃色變為白色；
（4）過氧化鈉與潮濕的二氧化碳反應的實質為：二氧化碳與水結合生成碳酸，碳酸電離的氫離子與過氧化鈉反應，碳酸中¹⁸O完全存在于碳酸根離子中，生成的水中不含¹⁸O，反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2C¹⁸O₂+2H

18 2

O═2Na₂C¹⁸O₃+O₂↑+2H₂O，
故答案為：2；2；2；═2Na₂C¹⁸O₃+O₂↑+2H₂O．

點評：本題考查了堿金屬及其化合物的性質，題目難度中等，該題是高考中的常見考點和題型，試題基礎性強，側重對學生基礎知識的鞏固和訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力．