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小明同学从资料中得知,金属过氧化物常用作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂.对金属过氧化物用作氧气再生剂的化学原理,小明同学进行了如下探究,请你参与.[查阅资料]a.金属过,化学

时间:2017-07-29
小明同学从资料中得知,金属过氧化物常用作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂.对金属过氧化物用作氧气再生剂的化学原理,小明同学进行了如下探究,请你参与.
[查阅资料]a.金属过氧化物(如过氧化钠:Na2O2)能与二氧化碳反应生成一种白色固体和氧气;
b.过氧化钠与水、盐酸等物质反应也能生成氧气;
c.碳酸氢钠能与盐酸反应生成碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸氢钠与二氧化碳不反应.
[设计实验]实验Ⅰ:小明同学用下图所示的实验验证反应生成了氧气.


(1)小明同学在实验室制取CO2时,选择发生装置时应考虑的因素是______(填序号).
A.反应物的状态B.CO2的溶解度和密度
C.反应是否需要加热D.CO2是否有毒
(2)根据上述因素,制取CO2时,应从上图1、图2、图3中选择______.写出实验室制取二氧化碳的化学方程式______.
(3)设计A、B装置的目的是得到纯净且干燥的CO2气体.其中A装置的作用是______;B装置主要目的是干燥CO2气体,连接这一装置的理由是______,那么B中所装的试剂是______(填序号).
A.浓硫酸B.固体NaOHC.生石灰
(4)为了确定CO2根Na2O2反应产生的气体是氧气,最后还要采用的验证实验操作及现象是______.
(5)表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是______,该反应的化学方程式为______.
实验Ⅱ探究反应生成的白色固体的成分.
[提出猜想]①该白色固体是氢氧化钠;②该白色固体是碳酸钠.
小明的两个猜想中一定错误的是猜想______(选填“①”或“②”),理由是______.
[设计实验]小明通过以下实验验证了另一个猜想是正确的. 实验步骤实验现象实验结论①取少量反应后的固体于试管中;
②_____________;
③_____________.②_________;
③_________.猜想_________(选填“①”或“②”)正确.[交流与讨论](1)综合实验Ⅰ、Ⅱ,小明同学写出了过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式______.
(2)请你根据上述实验简述过氧化钠作为氧气再生剂的化学反应原理______.
正确答案:
实验Ⅰ
(1)制取气体发生装置的选择主要考虑所用药品的状态和反应条件.
故选AC(错选一个扣(1分),多选不得分,共2分)

(2)碳酸钙与盐酸反应不需加热,装置中长颈漏斗应伸入到液面以下.
故答:图2;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(每小格各(2分),共4分)

(3)盐酸易挥发,使用盐酸制取二氧化碳时气体中会混有少量HCl气体,要得到纯净的二氧化碳可把混合气体通过碳酸氢钠溶液.干燥二氧化碳是为防止混在气体中的水与过氧化钠反应生成氧气,影响对实验的判断.干燥二氧化碳要选取不与其反应的浓硫酸.
故答:除去二氧化碳中混有的HCl;过氧化钠与水反应也会产生氧气;A.
(第1、2小格各(1分),第3小格(2分),共4分)

(4)生成的氧气将从D管放出.故答:将带火星的木条放在D处导管口,木条复燃(2分)

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

实验Ⅱ
[提出猜想]质量守恒定律告诉我们:变化前后元素种类不变,所以变化后出现H元素明显违背守恒定律.故答:①(1分);
反应物二氧化碳与过氧化钠中没有氢元素,根据质量守恒定律,不可能生成含有氢元素的氢氧化钠(2分).

[设计实验]滴加稀盐酸是检验碳酸盐的最好方法.故答:实验步骤实验现象实验结论②滴加稀盐酸;
③将生成的气体通入澄清的石灰水中.②有气泡产生;
③澄清的石灰水变浑浊.猜想②正确.(每小格各(1分),共5分)

[交流与讨论](1)根据题中信息及探究结论,反应生成两种物质:碳酸钠和氧气.故答:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(2分)

(2)根据材料和探究过程,可以得知过氧化钠可以把呼出的二氧化碳气体转变成氧气,很好解决了潜艇小环境内气体的循环.故答:过氧化钠能吸收呼出气体中的二氧化碳,转化为能供给呼吸的氧气(2分)
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