Question

某實驗小組對“載人宇宙飛船或潛水艇中一般都要安裝盛放過氧化鈉（Na₂O₂）顆粒的裝置”感到非常好奇，設計實驗進行探究．
【提出問題】過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？
【查閱資料】人呼出的氣體中主要成分是N₂、O₂、CO₂和水蒸氣等．
【提出猜想】過氧化鈉與人呼出的N₂或CO₂或水蒸氣反應并生成氧氣．
【進行實驗】
實驗Ⅰ：驗證過氧化鈉與氮氣反應并生成氧氣．
（1）實驗操作如圖1所示．
（2）實驗現象及結論：觀察到

燃著木條熄滅

現象，判斷過氧化鈉與氮氣沒有發(fā)生反應．
實驗Ⅱ：驗證過氧化鈉與水蒸氣反應并生成氧氣．
（1）同學們在老師的指導下設計了如圖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）實驗現象及結論：帶火星的木條復燃；過氧化鈉與水蒸氣發(fā)生反應并生成氧氣．
實驗Ⅲ：驗證過氧化鈉與二氧化碳反應并生成氧氣．
（1）同學們在老師的指導下設計了如上圖3所示裝置．
（2）實驗記錄

實驗操作		主要實驗現象	實驗結論及解釋
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裝置中觀察到的現象有 產生氣泡，大理石逐漸溶解 ，C裝置中有氣泡出現．	A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ； C裝置作用是 吸收二氧化碳，凈化氧氣 ．
③	一段時間后用帶火星的木條在D內進行檢驗．	帶火星的木條 復燃 ．	過氧化鈉與二氧化碳反應并生成氧氣．

【實驗反思】
（1）根據實驗Ⅱ和Ⅲ，過氧化鈉與二氧化碳或水蒸氣反應后，還產生了另一種物質，該物質是

化合物

（填“單質”或“化合物”）．
（2）某同學對實驗Ⅲ的設計提出疑問：該實驗不能證明二氧化碳與過氧化鈉確實發(fā)生了反應，你認為他的理由是

二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過氧化鈉反應也生成氧氣

．
（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，說明你的理由？

不行，因為石灰水微溶于水，是稀溶液，很難把反應生成的氧氣中的殘留二氧化碳吸收干凈

．

Answer 1

分析：【進行實驗】實驗Ⅰ：（2）如果過氧化鈉與氮氣發(fā)生反應生成氧氣，則燃著的木條燃燒更旺，若不反應，則燃著的木條熄滅；
實驗Ⅱ：（1）根據實驗目的及題意分析判斷；根據有無新物質是否生成判斷物質的變化；
實驗Ⅲ：（2）②根據大理石和稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體判斷反應現象，并據反應原理書寫方程式，氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應被吸收，氧氣能使帶火星的木條復燃；
【實驗反思】（1）根據質量守恒定律判斷元素的種類守恒進行解答；
（2）根據生成的二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過氧化鈉反應也生成氧氣進行解答；
（3）根據氫氧化鈣的溶解性分析解答．

解答：解：【進行實驗】實驗Ⅰ：（2）如果過氧化鈉與氮氣發(fā)生反應生成氧氣，則燃著的木頭燃燒更旺，如沒反應，則燃著的木條熄滅；
實驗Ⅱ：（1）由題意知，A裝置是把水加熱至沸騰產生水蒸氣，所以A裝置的作用是提供水蒸氣，液態(tài)的水變成水蒸氣沒生成新物質，是物理變化；
實驗Ⅲ：（2）②大理石和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以反應現象時有氣泡產生，同時大理石逐漸減小反應方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；C裝置作用是除去沒反應掉的二氧化碳，能收集到較純的氧氣；根據實驗結論：過氧化鈉與二氧化碳反應并生成氧氣，所以帶火星的木條復燃；
【實驗反思】（1）根據質量守恒定律，反應物過氧化鈉與二氧化碳或水蒸氣反應后除了生成氧氣，另一種物質中一定還含有鈉、碳或氫元素，所以一定為化合物；
（2）因為生成的二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過氧化鈉反應也生成氧氣，故應先干燥二氧化碳，再和過氧化鈉反應；
（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，因為氫氧化鈣微溶于水，石灰水是稀溶液，很難把反應生成的氧氣中的殘留二氧化碳吸收干凈；
故答案為：【進行實驗】
實驗Ⅰ：（2）燃著木條熄滅
實驗Ⅱ：（1）提供水蒸氣、物理
實驗Ⅲ：（2）

實驗操作		主要實驗現象	實驗結論及解釋
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裝置中觀察到的現象有 產生氣泡，大理石逐漸溶解，C裝置中有氣泡出現．	A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； C裝置作用是 吸收二氧化碳，凈化氧氣．
③	一段時間后用帶火星的木條在D內進行檢驗．	帶火星的木條 復燃．	過氧化鈉與二氧化碳反應并生成氧氣

【實驗反思】（1）化合物；
（2）二氧化碳中混有水蒸氣，而水蒸氣與過氧化鈉反應也生成氧氣；
（3）不行，因為石灰水微溶于水，是稀溶液，很難把反應生成的氧氣中的殘留二氧化碳吸收干凈．

點評：本題以實驗探究的形式考查了過氧化鈉與二氧化碳的反應，以及反應產物氧氣和碳酸鈉的檢驗，解答時可以依據題干提供的信息以及已有的知識進行分析．