Question

某學(xué)生課外活動(dòng)小組模擬呼吸面具中的反應(yīng)原理設(shè)計(jì)用如圖所示的儀器來制取氧氣并測(cè)量氧氣的體積．圖中量氣裝置E由甲乙兩根玻璃管組成，它們由橡皮管連通，并裝入適量水．甲管有刻度（0～50mL）供量氣用，乙管可上下移動(dòng)調(diào)節(jié)液面高低．
實(shí)驗(yàn)可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水．
試回答：

實(shí)驗(yàn)儀器
（1）圖中各裝置接口連接順序是⑤→③→④→

 

→

 

→

 

→

 

→⑧（填各接口的編號(hào)，其中連接膠管及夾持裝置均省略）．
（2）寫出裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式（可能多個(gè)反應(yīng)，任寫一個(gè)即可）

 

．
（3）裝置A的作用是

 

，裝置B的作用是

 

．
（4）當(dāng)反應(yīng)中生成1molO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

，消耗Na₂O₂的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：排氣量氣裝置

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：題目要求利用過氧化鈉與二氧化碳（潮濕）反應(yīng)制取氧氣，故首先需要制備二氧化碳．只有儀器C可以用來制取二氧化碳．制氣原料應(yīng)該采用大理石和鹽酸，此法制得的二氧化碳中會(huì)含有少量氯化氫．須通過裝有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，以除去這些氯化氫．然后使凈化后的二氧化碳通過過氧化鈉來制取氧氣，該儀器只能選用裝置D．此反應(yīng)屬于氣體與固體之間的反應(yīng)，不易反應(yīng)完全，為了除去生成的氧氣中混有未反應(yīng)的二氧化碳，可以使它們通過儀器A．在測(cè)量氧氣體積時(shí)，為了使測(cè)量更為準(zhǔn)確，要注意上下移動(dòng)儀器E中的乙管，使甲、乙兩管的液面相平，以使甲管中的氣壓與大氣氣壓相等，同時(shí)視線應(yīng)與甲管內(nèi)凹液面最低處相平，以減少觀察誤差．最后根據(jù)方程式計(jì)算過氧化鈉的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）儀器C可以用來制取二氧化碳，連接③用來除去HCl，④連接⑥可使二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，然后連接②可除去未反應(yīng)的二氧化碳，最后連接⑧測(cè)量氣體的體積，所以順序?yàn)棰茛邰堍蔻撷冖佗�，故答案為：⑥⑦②①�?br />（2）裝置D中凈化后的二氧化碳通過過氧化鈉來制取氧氣：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑；
（3）儀器C可以用來制取二氧化碳，此法制得的二氧化碳中會(huì)含有少量氯化氫，須通過裝有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，以除去這些氯化氫，凈化后的二氧化碳通過過氧化鈉來制取氧氣，為了除去生成的氧氣中混有未反應(yīng)的二氧化碳，可以使它們通過儀器A，故答案為：吸收氧氣中未反應(yīng)的二氧化碳；吸收二氧化碳中混有的HCl；
（4）Na₂O₂中O元素化合價(jià)為-1價(jià)，在2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑的反應(yīng)中，只有O元素的化合價(jià)發(fā)生變化，Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，如果反應(yīng)生成1molO₂，由O元素化合價(jià)由-1價(jià)變化為0價(jià)可知，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量2mol．
設(shè)消耗Na₂O₂的質(zhì)量為Xg
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，
156                 1
Xg                  1mol

156

X

=

1

1

X=156g，
故答案為：2mol；156g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查過氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)，并考查氣體的制備、除雜、量氣等知識(shí)，題目難度中等，本題注意把握實(shí)驗(yàn)原理和操作方法，注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累．