Question

3．某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)“載人宇宙飛船或潛水艇中一般都要安裝盛放過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）顆粒的裝置”感到非常好奇，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．

【提出問(wèn)題】氧化鈉是否為一種制氧劑？與人呼出的哪種氣體發(fā)生反應(yīng)？
【查閱資料】（1）人呼出的氣體中主要成分是N₂、O₂、CO₂和水蒸氣等．（2）石灰水是一種稀溶液，可用來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳，但在吸收二氧化碳方面沒(méi)有氫氧化鈉溶液效果好．
【提出猜想】過(guò)氧化鈉與人呼出的N₂或CO₂或水蒸氣反應(yīng)并生成氧氣．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：驗(yàn)證過(guò)氧化鈉與氮?dú)夥磻?yīng)并生成氧氣．
（1）實(shí)驗(yàn)操作如圖1所示．
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：觀察到燃著木條熄滅現(xiàn)象，判斷過(guò)氧化鈉與氮?dú)鉀](méi)有發(fā)生反應(yīng)．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：驗(yàn)證過(guò)氧化鈉與水蒸氣反應(yīng)并生成氧氣．
（1）同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下設(shè)計(jì)了如圖2所示裝置．其中A裝置的作用是提供水蒸氣，發(fā)生的變化是物理變化．
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：帶火星的木條復(fù)燃；證明過(guò)氧化鈉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)并生成氧氣．
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：驗(yàn)證過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)并生成氧氣．
（1）同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下設(shè)計(jì)了如圖3所示裝置．
（2）實(shí)驗(yàn)記錄

實(shí)驗(yàn)操作		主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
①	檢查裝置的氣密性． 向裝置中加入藥品．	---	裝置的氣密性良好．
②	打開分液漏斗活塞，向A裝置中緩慢加入稀鹽酸．	A裝置中觀察到的現(xiàn)象有產(chǎn)生氣泡，大理石逐漸溶解，C裝置中有氣泡出現(xiàn)．	A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； C裝置作用是吸收二氧化碳，凈化氧氣．
③	一段時(shí)間后用帶火星的木條在D內(nèi)進(jìn)行檢驗(yàn)．	帶火星的木條復(fù)燃．	過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)并生成氧氣．

【實(shí)驗(yàn)反思】：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ，過(guò)氧化鈉與二氧化碳或水蒸氣反應(yīng)后，還產(chǎn)生了另一種物質(zhì)，該物質(zhì)是化合物（填“單質(zhì)”或“化合物”）．
（2）某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)Ⅲ的設(shè)計(jì)提出疑問(wèn)：該實(shí)驗(yàn)不能證明二氧化碳與過(guò)氧化鈉確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，你認(rèn)為他的理由是二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)也生成氧氣．
（3）圖3中C裝置中的氫氧化鈉溶液能否用澄清石灰水代替，說(shuō)明你的理由？不行，因?yàn)槭�灰水微溶于水，是稀溶液，很難把反應(yīng)生成的氧氣中的殘留二氧化碳吸收干凈．

Answer 1

分析 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)Ⅰ：（2）如果過(guò)氧化鈉與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成氧氣，則燃著的木條燃燒更旺，若不反應(yīng)，則燃著的木條熄滅；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募邦}意分析判斷；根據(jù)有無(wú)新物質(zhì)是否生成判斷物質(zhì)的變化；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：（2）②根據(jù)大理石和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w判斷反應(yīng)現(xiàn)象，并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式，氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應(yīng)被吸收，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷元素的種類守恒進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)生成的二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)也生成氧氣進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)氫氧化鈣的溶解性分析解答．

解答 解：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)Ⅰ：（2）如果過(guò)氧化鈉與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)生成氧氣，則燃著的木頭燃燒更旺，如沒(méi)反應(yīng)，則燃著的木條熄滅；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：（1）由題意知，A裝置是把水加熱至沸騰產(chǎn)生水蒸氣，所以A裝置的作用是提供水蒸氣，液態(tài)的水變成水蒸氣沒(méi)生成新物質(zhì)，是物理變化；
（2）帶火星的木條復(fù)燃，證明過(guò)氧化鈉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)并生成氧氣；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：（2）②大理石和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以反應(yīng)現(xiàn)象時(shí)有氣泡產(chǎn)生，同時(shí)大理石逐漸減小反應(yīng)方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；C裝置作用是除去沒(méi)反應(yīng)掉的二氧化碳，能收集到較純的氧氣；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)并生成氧氣，所以帶火星的木條復(fù)燃；
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)物過(guò)氧化鈉與二氧化碳或水蒸氣反應(yīng)后除了生成氧氣，另一種物質(zhì)中一定還含有鈉、碳或氫元素，所以一定為化合物；
（2）因?yàn)樯�成的二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)也生成氧氣，故應(yīng)先干燥二氧化碳，再和過(guò)氧化鈉反應(yīng)；
（3）C裝置中的氫氧化鈉溶液是為了吸收二氧化碳，不能用澄清石灰水代替，因?yàn)闅溲趸�鈣微溶于水，石灰水是稀溶液，很難把反應(yīng)生成的氧氣中的殘留二氧化碳吸收干凈；
故答案為：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：（2）燃著木條熄滅；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：（1）提供水蒸氣、物理；（2）氧氣；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：（2）

		產(chǎn)生氣泡，大理石逐漸溶解	CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； 吸收二氧化碳，凈化氧氣．
		復(fù)燃

【實(shí)驗(yàn)反思】（1）化合物；
（2）二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)也生成氧氣；
（3）不行，因?yàn)槭�灰水微溶于水，是稀溶液，很難把反應(yīng)生成的氧氣中的殘留二氧化碳吸收干凈．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查了過(guò)氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)，以及反應(yīng)產(chǎn)物氧氣和碳酸鈉的檢驗(yàn)，解答時(shí)可以依據(jù)題干提供的信息以及已有的知識(shí)進(jìn)行分析．