Question

小強(qiáng)同學(xué)在化學(xué)氧自救器的說明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO₂）接觸能產(chǎn)生氧氣后，對自救器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理產(chǎn)生了探究欲望．在老師指導(dǎo)下，小強(qiáng)與同學(xué)們展開了以下兩個實驗探究活動，請你參與．
活動Ⅰ：用下圖所示的由a、b、c、d組合成的成套裝置和有關(guān)藥品制取并收集氧氣．

（1）用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則a裝置可采用下圖中的______（填序號），有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．

（2）用c裝置中的氫氧化鈉溶液吸收未與超氧化鉀反應(yīng)的二氧化碳．請寫出氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（3）用______法收集氧氣，該收集方法是根據(jù)氧氣______的性質(zhì)而確定的．證明生成的氣體是氧氣，使用______進(jìn)行檢驗．
活動Ⅱ：探究二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)除生成氧氣還生成什么其它物質(zhì)？
[老師提示]二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
[作出猜想]二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物到底是哪種物質(zhì)？小強(qiáng)作出了以下三種猜想：
①是一種酸；②是一種堿；③是一種碳酸鹽．
通過對反應(yīng)物有關(guān)的元素組成的分析，小影同學(xué)認(rèn)為猜想______、______（填序號）一定是錯誤的，理由是______．
[進(jìn)行實驗]同學(xué)們通過以下實驗驗證小強(qiáng)同學(xué)的另一個猜想．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體______	______	猜想 （填序號）是正確的，二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是______（填名稱 ）．

[交流與討論]（1）小影認(rèn)為：二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）老師指出：人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣．小影簡述了鑒定氧自救器藥罐中生氧劑超氧化鉀是否需要跟換的簡便的化學(xué)方法：______．
（3）小強(qiáng)簡述了化學(xué)氧自救器能達(dá)到氧自救的化學(xué)反應(yīng)原理______．

Answer 1

【答案】分析：此題涉及了實驗室制取二氧化碳的裝置的選取、實驗原理方程式書寫；氧氣的收集方法的選取方法；酸性氣體與堿反應(yīng)方程式的書寫，碳酸根（CO₃^2-）的鑒定方法；二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的物質(zhì)推斷及質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用等等．
解答：解：活動Ⅰ
（1）實驗室二氧化碳用石灰石與稀鹽酸制取且不需要加熱的反應(yīng)，發(fā)生裝置的選取，只能從②③選，②③的區(qū)別主要是漏斗的不同，②應(yīng)把漏斗嘴深入液面以下，否則制的氣體會從漏斗跑出；方程式的書寫屬于鹽+酸═新鹽+新酸的反應(yīng)；
（2）氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫屬于堿和酸反應(yīng)產(chǎn)物是鹽和水；
（3）根據(jù)氧氣不易溶于水（或密度比空氣大）性質(zhì)所以可選用排水（或向上排空氣）收集；氧氣的收滿的檢驗，根據(jù)氧氣能加速燃燒的性質(zhì)，可選用帶火星的木條看其燃燒情況；
活動Ⅱ
[作出猜想]運(yùn)用質(zhì)量守恒定律進(jìn)行物質(zhì)的推斷，由于反應(yīng)物中無H元素，故生成物中也一定無酸或堿，從而排出①②；
[進(jìn)行實驗]碳酸鹽的鑒定，可以根據(jù)生成物CO₂或生成物碳酸鹽來確定；
[交流與討論]
（1）既然二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物K₂CO₃和O₂，方程式的書寫就很簡單了．
（2）注意題中給予的信息“人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣”，只要鑒定有無氧氣即可．
（3）是對本題的實驗問題的再一次的回應(yīng)、運(yùn)用．
故答案為：
活動Ⅰ
（1）③；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
（3）排水（或向上排空氣）；不易溶于水（或密度比空氣大）；帶火星的木條
活動Ⅱ
[作出猜想]①②
二氧化碳與超氧化鉀都不含氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，不可能生成含有氫元素的酸與堿（答案合理即可）（2分）
[進(jìn)行實驗]

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入稀鹽酸把產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中	有大量氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	猜想③是正確的 二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是碳酸鉀

或

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入蒸餾水，配成飽和溶液，再加入飽和氫氧化鈣溶液	無色溶液中出現(xiàn)白色渾濁	猜想③是正確的 二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是碳酸鉀

[交流與討論]
（1）4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂
（2）取待鑒定的生氧劑少量于試管中，滴加少量的水，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察木條是否復(fù)燃，即可判斷生氧劑是否需要更換
（3）超氧化鉀能吸收呼出氣體中的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為能供給呼吸的氧氣．
點評：此題綜合考察了物質(zhì)的制取與收集裝置的選取，物質(zhì)的推斷、鑒定，化學(xué)方程式的書寫、質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用等等，需要綜合掌握化學(xué)知識，大膽的合理的進(jìn)行推理．