Question

【題目】Ⅰ.探究學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中用下圖所示裝置制取 CO2 并探究 CO2與過(guò)氧化鈉(Na2O2)的反應(yīng)。

【查閱資料】過(guò)氧化鈉(Na2O2)是一種淡黃色固體，能與 CO2、H2O發(fā)生反應(yīng)：

2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________，

利用裝置 A 制取 CO2 的優(yōu)點(diǎn)是___________________；

（2）裝置B的作用是吸收CO2中混有的HCl，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 為_______；

（3）裝置D的作用是_____________________；

（4）裝置E中該氣體還可用下圖裝置中__________（填字母序號(hào)）收集。

（5）為探究反應(yīng)后裝置 C 硬質(zhì)玻璃管中固體的成分，該小組同學(xué)進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)：

根據(jù)判斷，反應(yīng)后裝置C硬質(zhì)玻璃管中固體為 ____________________。

Ⅱ.冬季取暖人們常用到暖寶寶（如圖），其熱量來(lái)源于鐵的緩慢氧化。化學(xué)小組的同學(xué)突發(fā)奇想，想利用暖寶寶測(cè)定空氣中氧氣的含量。

【查閱資料】

（1）暖寶寶的主要成分鐵粉、木炭、食鹽。

（2）暖寶寶反應(yīng)的主要原理是鐵粉與氧氣、水共同作用生成氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】化學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示裝置。

【實(shí)驗(yàn)步驟】①檢查裝置氣密性

②向250mL集氣瓶中加入20mL水

③讀取溫度計(jì)示數(shù)為18oC，撕掉暖寶寶上的貼紙，塞緊橡膠塞。

④觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化

⑤待溫度計(jì)示數(shù)為18oC時(shí)，打開(kāi)止水夾。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）檢查裝置氣密性的方法是______________________；

（2）小組同學(xué)的設(shè)計(jì)中，集氣瓶?jī)?nèi)水的作用是____________________；

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)計(jì)算得出氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為_____________。

【實(shí)驗(yàn)反思】你認(rèn)為小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的可能原因有_____________（寫(xiě)出一條即可）。你證明這確實(shí)是造成誤差原因的方案是________________。

Answer 1

【答案】 CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O+CO2↑ 便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 除去二氧化碳?xì)怏w a d 氫氧化鈉和碳酸鈉 4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3 把導(dǎo)管的一端放入水中，用手握緊試管，觀察水中導(dǎo)管口有沒(méi)有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說(shuō)明裝置不漏氣 反應(yīng)物 19.1% （數(shù)據(jù)接近即可） 暖貼內(nèi)鐵粉的量不夠，O2沒(méi)有完全被消耗（合理答案即可） 取兩片暖貼重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)

【解析】Ⅰ. （1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)原理分析；根據(jù)裝置A可以通過(guò)壓強(qiáng)的作用使固體和液體分離分析；

（2）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)原理分析；

（3）根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)分析；

（4）根據(jù)過(guò)氧化鈉和二氧化碳、水反應(yīng)會(huì)生成氧氣、氫氧化鈉可以將二氧化碳除去分析；

（5）根據(jù)過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)會(huì)生成氧氣，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，氫氧化鈉溶液顯堿性分析；

Ⅱ. 【查閱資料】

（2）根據(jù)反應(yīng)原理寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法分析；

（2）根據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)水的作用是為鐵生銹提供水分解答；

（3）根據(jù)氧氣約占空氣體積的比例分析；

解：Ⅰ. （1），由反應(yīng)原理可知，反應(yīng)物是CaCO3和HCl，故裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O+CO2↑；由圖中可知，當(dāng)夾緊彈簧夾時(shí)，生成二氧化碳?xì)怏w，壓強(qiáng)增大，將稀鹽酸壓到多孔塑料隔板以下，稀鹽酸與碳酸鈣分開(kāi)，反應(yīng)停止。當(dāng)松開(kāi)彈簧夾時(shí)，稀鹽酸與碳酸鈣接觸，反應(yīng)發(fā)生。故利用裝置 A 制取 CO2 的優(yōu)點(diǎn)是：便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止 ；

（2）利用飽和碳酸氫鈉溶液吸收二氧化碳中混有的 HCl，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；

（3）氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故裝置D的作用是除去二氧化碳?xì)怏w；

（4）過(guò)氧化鈉和二氧化碳、水反應(yīng)會(huì)生成氧氣、氫氧化鈉可以將二氧化碳除去，所以裝置E中收集到的氣體是氧氣，氧氣密度比空氣大，不易溶于水，所以可用a d收集；

（5）根據(jù)過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)會(huì)生成氧氣，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，氫氧化鈉溶液顯堿性。固體加水沒(méi)有氣泡，所以不含過(guò)氧化鈉，加入氯化鈣生成白色沉淀，白色沉淀加入鹽酸，生成氣體，所以含碳酸鈉，反應(yīng)后溶液的pH值是12，所以含有氫氧化鈉。故裝置C硬質(zhì)玻璃管中固體為：氫氧化鈉和碳酸鈉；

Ⅱ. 【查閱資料】

（2）鐵粉與氧氣、水共同作用生成氫氧化鐵，反應(yīng)為：4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3；

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）檢查裝置氣密性的方法是：連接好裝置，把導(dǎo)管的一端放入水中，用手握緊試管，觀察水中導(dǎo)管口有沒(méi)有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說(shuō)明裝置不漏氣；

（2）小組同學(xué)的設(shè)計(jì)中，集氣瓶?jī)?nèi)水的作用是：反應(yīng)物；

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，進(jìn)入水的體積約為100mL-55mL=45mL，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)計(jì)算得出氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為 =19.1%。

【實(shí)驗(yàn)反思】小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的可能原因有：暖貼內(nèi)鐵粉的量不夠，O2沒(méi)有完全被消耗（合理答案即可）；

你證明這確實(shí)是造成誤差原因的方案是：取兩片暖貼重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。