Question

“神州七號”飛船的成功發(fā)射是我國航天事業(yè)的又一里程碑．“神州七號”太空艙利改變了“神舟”六號利用過氧化鈉（Na₂O₂）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣的原理，而是采用NiFe₂O₄將航天員呼出的CO₂轉(zhuǎn)化為O₂，而NiFe₂O₄的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變化，從而減少攜帶物品的質(zhì)量．
（1）在該過程中NiFe₂O₄是

 

．若NiFe₂O₄中Fe的化合價為+3價，則Ni的化合價為

 

．
（2）過氧化鈉和二氧化碳反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑．為了驗證該反應中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學設(shè)計了如圖所示的實驗．

A裝置中所發(fā)生反應的化學方程式為

 

；實驗前，把A、B、C、D中的玻璃管相連時，都是通過膠皮管連接，為了能順利地連接，你的方法是

 

；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到

 

現(xiàn)象，即可證明裝置不漏氣．
（3）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是

 

．
（4）用向上排空氣法收集氧氣，并用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗氧氣是否收集滿，這是利用了氧氣的哪些性質(zhì)？
（5）常溫下水也能與Na₂O₂反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式．若要檢驗干燥的二氧化碳能否與過氧化鈉反應生成氧氣，以上實驗裝置應如何改進？
（6）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣在某溫度和壓強條件下體積為50L，則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少千克？（已知：在上述溫度和壓強條件下氧氣的密度為1.5g/L）

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,檢查裝置的氣密性,常見氣體的檢驗與除雜方法,氧氣的檢驗和驗滿,二氧化碳的化學性質(zhì),有關(guān)元素化合價的計算,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：化學與新科技

分析：（1）據(jù)催化劑的概念，化合物中各元素化合價代數(shù)和為零得出．
（2）書寫碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式即可；據(jù)導管的連接；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內(nèi)的氣壓會不斷變大．
（3）C中的澄清石灰水可以證明有無二氧化碳存在；
（4）收集氣體的方法是利用的氣體的物理性質(zhì)，驗滿是利用的氧氣的助燃性
（5）方程式可利用信息書寫；二氧化碳通入B裝置前要進行干燥處理
（6）根據(jù)化學方程式的計算解決，先要對消耗的氧氣進行體積與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂求過氧化鈉的質(zhì)量

解答：解：（1）反應前后NiFe₂O₄的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變化其應為催化劑；據(jù)化合物NiFe₂O₄2中各元素化合價代數(shù)和為零得出Ni的化合價為+2價
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；據(jù)導管的連接先把玻璃管的一端潤濕，再旋轉(zhuǎn)插入； 漏斗頸中形成一段穩(wěn)定的水柱（或液面不再下降）
（3）據(jù)二氧化碳能澄清石灰水變渾濁故應填C裝置處的澄清石灰水變渾濁．
（4）氧氣的密度比空氣大，氧氣能支持燃燒．
（5）2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；在A、B裝置之間增加氣體干燥裝置
（6）解：50L氧氣的質(zhì)量為：50 L×1.5g/L=75g
該潛水艇中每天消耗氧氣的質(zhì)量為：4×24×75g=7200g即7.2kg（1分）
設(shè)該潛水艇中每天需要過氧化鈉的質(zhì)量為x．
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑
156                     32
x                     7.2kg
156/32=x/7.2kg
x=35.1kg
答：該潛水艇中每天需要過氧化鈉35.1kg．

點評：此題為綜合實驗題，考察了多個知識點．