Question

2．過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的淡黃色顆粒狀固體，在通常情況下能跟許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．例如：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+4HCl=4NaCl+2H₂O+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，為了驗(yàn)證CO₂跟Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是O₂，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置．試回答：
（1）設(shè)計(jì)A、B裝置的目的是凈化導(dǎo)入的CO₂．其中①A裝置的作用是除去CO₂中所含的氯化氫氣體，其瓶?jī)?nèi)液體是飽和NaHCO₃溶液溶液，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；②B裝置的作用是除去A瓶中導(dǎo)出的CO₂中的水蒸氣，其瓶?jī)?nèi)液體是濃硫酸．
（2）C裝置的作用是除去反應(yīng)后導(dǎo)出氣體中殘余的CO₂，其瓶?jī)?nèi)液體是NaOH溶液溶液，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（3）為了確定CO₂與Na₂O₂反應(yīng)的氣體產(chǎn)物，最后還要采用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作是將帶火星的木條放在導(dǎo)管口，木條復(fù)燃．
（4）通過(guò)測(cè)定盛有Na₂O₂的反應(yīng)容器（含所裝固體）在反應(yīng)前后的質(zhì)量變化可以求出實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生O₂的質(zhì)量．若該容器（含所裝固體）經(jīng)過(guò)反應(yīng)后總質(zhì)量增加ag，則產(chǎn)生O₂的質(zhì)量為$\frac{4a}{7}$g；在0℃和常壓下O₂的密度為1.43g/L，若不考慮O₂的溶解，此實(shí)驗(yàn)中能收集到0℃和常壓下氧氣的體積為0.4aL．

Answer 1

分析 （1）為了驗(yàn)證CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是O₂，又因?yàn)镹a₂O₂與水、HCl都能反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，因此氣體通過(guò)Na₂O₂前必須先將水、HCl都除去，又因?yàn)闅怏w通過(guò)飽和NaHCO₃溶液時(shí)會(huì)帶出水蒸氣，因此先除去HCl，后除去水蒸氣．如將A、B兩瓶?jī)?nèi)所盛的液體互換，直接的后果是從B瓶中導(dǎo)出的CO₂仍有水蒸氣；氧氣的檢驗(yàn)方法是用帶火星的木條看是否復(fù)燃；
（2）根據(jù)2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑計(jì)算裝置質(zhì)量增加的質(zhì)量差，結(jié)合方程式的計(jì)算及體積=$\frac{質(zhì)量}{密度}$，進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）為了驗(yàn)證CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是O₂，又因?yàn)镹a₂O₂與水、HCl都能反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，因此氣體通過(guò)Na₂O₂前必須先將HCl、水都除去，即分別通過(guò)和飽和NaHCO₃溶液、濃硫酸；氣體通過(guò)飽和NaHCO₃溶液時(shí)會(huì)帶出水蒸氣，因此先除去HCl，后通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣；
故答案為：①除去CO₂中所含的氯化氫氣體；飽和NaHCO₃溶液；NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；②除去A瓶中導(dǎo)出的CO₂中的水蒸氣；濃硫酸；
（2）為了檢驗(yàn)氧氣，因此裝置C中應(yīng)該是氫氧化鈉溶液除去反應(yīng)后導(dǎo)出氣體中殘余的CO₂；
故答案為：NaOH溶液；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（3）氧氣的檢驗(yàn)方法是用帶火星的木條看是否復(fù)燃，為了確證CO₂與Na₂O₂反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氧氣需將帶火星的木條放在導(dǎo)管口；
故答案為：將帶火星的木條放在導(dǎo)管口，木條復(fù)燃；
（4）設(shè)生成氧氣的質(zhì)量為x
根據(jù)2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
           88          32   反應(yīng)裝置理論增加的量為88-32=56，
                       x    反應(yīng)裝置實(shí)際增加的量為a
根據(jù)題意得：$\frac{32}{x}$=$\frac{56}{a}$，解得x=$\frac{4a}{7}$；求氧氣的體積根據(jù)公式，體積=$\frac{質(zhì)量}{密度}$=$\frac{4a/7g}{1.43g/L}$=0.4aL．
故答案為：$\frac{4a}{7}$；0.4a．

點(diǎn)評(píng) 綜合實(shí)驗(yàn)是將基本儀器、基本操作、氣體制備、物質(zhì)的檢驗(yàn)、除雜質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)、計(jì)算等綜合到一起，在解題時(shí)注意弄清楚實(shí)驗(yàn)的思路，即實(shí)驗(yàn)的目的是什么，目的是如何實(shí)現(xiàn)的，需要進(jìn)行哪些操作，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生了哪些現(xiàn)象，從這些現(xiàn)象中能得到哪些結(jié)論等．