Question

8．航天科技飛速發(fā)展，密閉的飛船艙中是如何獲得氧氣并凈化艙里的空氣呢？為探究其反應(yīng)原理，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)，在老師的指導(dǎo)下．進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究．
【查閱資料】常溫下，過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）固體與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，過(guò)氧化鈉固體與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄慷�氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)成氧氣，并收集干燥純凈的氧氣
【實(shí)驗(yàn)步驟】該小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，作出了如下�?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請(qǐng)你參與并回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出標(biāo)號(hào)儀器的名稱(chēng)：a；試管，b．錐形瓶．
（2）實(shí)驗(yàn)室常用裝置B來(lái)制取二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，現(xiàn)要得到純凈干燥的CO₂與Na₂O₂反應(yīng)，選擇裝置的組合順序是B→D→E→F （填裝置編號(hào)），你選擇該裝置的目的是：除去CO₂氣體中混有的HCl氣體．
（3）若要收集到純凈干燥的氧氣，還需將上述所得氧氣先通裝置C、E，最后用裝置G來(lái)收集，其中裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．裝置E 的作用是：除掉氧氣中混有的水蒸氣，證明氣G中氧氣你收滿(mǎn)的方法是：用一根帶火星的木條放在c端，若木條復(fù)燃，則說(shuō)明氧氣已經(jīng)收滿(mǎn)．
【反思與評(píng)價(jià)】
（4）反應(yīng)后裝置F中的過(guò)氧化鈉固體是否完全反應(yīng)？
取少量該固體與試管中，加入水后觀察到有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明過(guò)氧化鈉沒(méi)有完全反應(yīng)．
（5）某同學(xué)還想到實(shí)驗(yàn)室用裝置A也能制得氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，但小組同學(xué)討論后一致認(rèn)為，飛船艙內(nèi)不能用此法提供氧氣請(qǐng)說(shuō)明理由：無(wú)法消耗人體呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳（合理即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常見(jiàn)的化學(xué)儀器的名稱(chēng)進(jìn)行分析解答．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的反應(yīng)原理，鹽酸具有揮發(fā)性，進(jìn)行分析解答．
（3）裝置C中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，濃硫酸具有吸水性，結(jié)合氧氣的驗(yàn)滿(mǎn)方法進(jìn)行分析解答．
（4）根據(jù)常溫下，過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）固體與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，進(jìn)行分析解答．
（5）裝置A屬于固體加熱型，試管口放有放一團(tuán)棉花，采用的是高錳酸鉀的方法，據(jù)此進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）儀器a是試管；儀器b是錐形瓶．
（2）實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取，同時(shí)生成氯化鈣、水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
鹽酸具有揮發(fā)性，制取的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，氯化氫能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，故選擇裝置的組合順序是B→D→E→F，通過(guò)D的目的是除去CO₂氣體中混有的HCl氣體，再通過(guò)濃硫酸進(jìn)行干燥．
（3）裝置C中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；濃硫酸具有吸水性，能除掉氧氣中混有的水蒸氣；
氧氣的密度比空氣的大，d端是進(jìn)氣管；氧氣能支持燃燒，用一根帶火星的木條放在c端，若木條復(fù)燃，則說(shuō)明氧氣已經(jīng)收滿(mǎn)．
（4）常溫下，過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）固體與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，取少量該固體與試管中，加入水后觀察到有產(chǎn)生，說(shuō)明過(guò)氧化鈉沒(méi)有完全反應(yīng)．
（5）裝置A屬于固體加熱型，試管口放有放一團(tuán)棉花，采用的是高錳酸鉀的方法，高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
該方法制取氧氣，需要進(jìn)行加熱，無(wú)法消耗人體呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳（合理即可）．
故答案為：（1）試管；錐形瓶；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；D；除去CO₂氣體中混有的HCl氣體；
（3）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；除掉氧氣中混有的水蒸氣；用一根帶火星的木條放在c端，若木條復(fù)燃，則說(shuō)明氧氣已經(jīng)收滿(mǎn)
（4）氣泡；
（5）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；無(wú)法消耗人體呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳（合理即可）．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不是很大，理解資料中過(guò)氧化鈉的性質(zhì)（與水、二氧化碳反應(yīng)），熟練掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳與氧氣的反應(yīng)原理、常見(jiàn)氣體的除雜與檢驗(yàn)方法等是正確解答本題的關(guān)鍵．