Question

小明同學從資料中得知，金屬過氧化物常用作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑．對金屬過氧化物用作氧氣再生劑的化學原理，小明同學進行了如下探究，請你參與．
[查閱資料]a．金屬過氧化物（如過氧化鈉：Na₂O₂）能與二氧化碳反應生成一種白色固體和氧氣；
b．過氧化鈉與水、鹽酸等物質反應也能生成氧氣；
c．碳酸氫鈉能與鹽酸反應生成碳酸鈉、水和二氧化碳，而碳酸氫鈉與二氧化碳不反應．
[設計實驗]實驗Ⅰ：小明同學用下圖所示的實驗驗證反應生成了氧氣．


（1）小明同學在實驗室制取CO₂時，選擇發(fā)生裝置時應考慮的因素是______（填序號）．
A．反應物的狀態(tài)B．CO₂的溶解度和密度
C．反應是否需要加熱D．CO₂是否有毒
（2）根據上述因素，制取CO₂時，應從上圖1、圖2、圖3中選擇______．寫出實驗室制取二氧化碳的化學方程式______．
（3）設計A、B裝置的目的是得到純凈且干燥的CO₂氣體．其中A裝置的作用是______；B裝置主要目的是干燥CO₂氣體，連接這一裝置的理由是______，那么B中所裝的試劑是______（填序號）．
A．濃硫酸B．固體NaOH          C．生石灰
（4）為了確定CO₂根Na₂O₂反應產生的氣體是氧氣，最后還要采用的驗證實驗操作及現象是______．
（5）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是______，該反應的化學方程式為______．
實驗Ⅱ探究反應生成的白色固體的成分．
[提出猜想]①該白色固體是氫氧化鈉；②該白色固體是碳酸鈉．
小明的兩個猜想中一定錯誤的是猜想______（選填“①”或“②”），理由是______．
[設計實驗]小明通過以下實驗驗證了另一個猜想是正確的．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量反應后的固體于試管中； ②_____________； ③_____________．	②_________； ③_________．	猜想_________（選填“①”或“②”）正確．

[交流與討論]（1）綜合實驗Ⅰ、Ⅱ，小明同學寫出了過氧化鈉與二氧化碳反應的化學方程式______．
（2）請你根據上述實驗簡述過氧化鈉作為氧氣再生劑的化學反應原理______．

Answer 1

實驗Ⅰ
（1）制取氣體發(fā)生裝置的選擇主要考慮所用藥品的狀態(tài)和反應條件．
故選AC（錯選一個扣（1分），多選不得分，共2分）

（2）碳酸鈣與鹽酸反應不需加熱，裝置中長頸漏斗應伸入到液面以下．
故答：圖2；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（每小格各（2分），共4分）

（3）鹽酸易揮發(fā)，使用鹽酸制取二氧化碳時氣體中會混有少量HCl氣體，要得到純凈的二氧化碳可把混合氣體通過碳酸氫鈉溶液．干燥二氧化碳是為防止混在氣體中的水與過氧化鈉反應生成氧氣，影響對實驗的判斷．干燥二氧化碳要選取不與其反應的濃硫酸．
故答：除去二氧化碳中混有的HCl；過氧化鈉與水反應也會產生氧氣；A．
（第1、2小格各（1分），第3小格（2分），共4分）

（4）生成的氧氣將從D管放出．故答：將帶火星的木條放在D處導管口，木條復燃（2分）

（5）C中的石灰水變渾濁；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（每小格（2分），共4分）

實驗Ⅱ
[提出猜想]質量守恒定律告訴我們：變化前后元素種類不變，所以變化后出現H元素明顯違背守恒定律．故答：①（1分）；
反應物二氧化碳與過氧化鈉中沒有氫元素，根據質量守恒定律，不可能生成含有氫元素的氫氧化鈉（2分）．

[設計實驗]滴加稀鹽酸是檢驗碳酸鹽的最好方法．故答：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
②滴加稀鹽酸； ③將生成的氣體通入澄清的石灰水中．	②有氣泡產生； ③澄清的石灰水變渾濁．	猜想②正確．

（每小格各（1分），共5分）

[交流與討論]（1）根據題中信息及探究結論，反應生成兩種物質：碳酸鈉和氧氣．故答：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂（2分）

（2）根據材料和探究過程，可以得知過氧化鈉可以把呼出的二氧化碳氣體轉變成氧氣，很好解決了潛艇小環(huán)境內氣體的循環(huán)．故答：過氧化鈉能吸收呼出氣體中的二氧化碳，轉化為能供給呼吸的氧氣（2分）