Question

37、氧氣是人體生命所必需的，在一般情況下，人可以呼吸空氣中的氧氣，但在特殊情況下，如在核潛艇里工作的人員，如何獲得氧氣呢？研究表明用“金屬過(guò)氧化物處理系統(tǒng)”使氧“再生”具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值．已知：淡黃色的過(guò)氧化鈉固體在常溫下即能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（1）你認(rèn)為用這種方法制氧氣的優(yōu)點(diǎn)是

常溫下進(jìn)行，節(jié)約能源、消耗人呼出的二氧化碳

；
（2）小明欲探究過(guò)氧化鈉吸收和釋放的氣體之間體積關(guān)系以及反應(yīng)的熱效應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：
①簡(jiǎn)述檢查裝置氣密性的方法

推動(dòng)A注射器的活塞，則B中活塞向右移動(dòng)則氣密性良好

；
②向U形管內(nèi)盛裝過(guò)量的Na₂O₂藥品，注射器中為二氧化碳?xì)怏w，連接好裝置．藥品為什么需過(guò)量

確保二氧化碳完全反應(yīng)，得到純凈的氧氣

；
③緩緩?fù)苿?dòng)注射器A活塞，片刻，可以觀察到溫度計(jì)液柱明顯上升，
說(shuō)明反應(yīng)

放熱

（填“吸熱”或“放熱”），同時(shí)還可以觀察到固體粉末發(fā)生變化的現(xiàn)象是

黃色變白

；
（3）小紅同學(xué)通過(guò)查閱資料了解到Na₂O₂還能與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．于是她根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)了一種測(cè)定Na₂O₂的純度的方法：①稱(chēng)取20g樣品于一只質(zhì)量為45g的錐形瓶中；②一次性加入20mL蒸餾水后將錐形瓶放置在電子天平上，觀察顯示數(shù)字的變化，并記錄（數(shù)據(jù)見(jiàn)下表）；③進(jìn)行計(jì)算．

a．從上表數(shù)據(jù)判斷，

240

秒時(shí)已經(jīng)反應(yīng)完全；
b．請(qǐng)你幫小紅同學(xué)計(jì)算此樣品中Na₂O₂的純度為

78%

（不需要寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
（4）Na₂O₂露置在空氣中容易發(fā)生變質(zhì)，如何檢驗(yàn)已經(jīng)變質(zhì)，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法、現(xiàn)象和結(jié)論．

取樣品少許于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生氣體，通入石灰水，石灰石變渾濁，說(shuō)明已變質(zhì)

．

Answer 1

分析：（1）在特殊情況下，核潛艇里工作的人員利用淡黃色的過(guò)氧化鈉固體在常溫下即能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，這也體現(xiàn)出此方法制氧氣的優(yōu)點(diǎn)；
（2）①根據(jù)裝置特點(diǎn)探究裝置氣密性的檢查方法；②向U形管內(nèi)盛裝過(guò)量的Na₂O₂藥品，注射器中為二氧化碳?xì)怏w，連接好裝置，根據(jù)特殊情況下，核潛艇里工作的人員生活情況探究藥品為什么需過(guò)量；③由溫度計(jì)顯示此反應(yīng)放出熱量，同時(shí)還可以觀察到淡黃色的固體粉末逐漸變?yōu)榘咨��?BR>（3）a．仔細(xì)觀察上表數(shù)據(jù)即可判斷20gNa₂O₂與20mL水反應(yīng)的時(shí)間；b．根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出生成的氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)Na₂O₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算此樣品中Na₂O₂的純度為；
（4）根據(jù)Na₂O₂露置在空氣中能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉發(fā)生變質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Na₂O₂是否變質(zhì)．

解答：解：（1）在特殊情況下，核潛艇里工作的人員利用淡黃色的過(guò)氧化鈉固體在常溫下即能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，用這種方法制氧氣的優(yōu)點(diǎn)是：常溫下進(jìn)行，節(jié)約能源、消耗人呼出的二氧化碳；
（2）①檢查裝置氣密性的方法：推動(dòng)A注射器的活塞，則B中活塞向右移動(dòng)則氣密性良好；
②向U形管內(nèi)盛裝過(guò)量的Na₂O₂藥品，注射器中為二氧化碳?xì)怏w，連接好裝置，根據(jù)特殊情況下，核潛艇里工作的人員生活情況分析藥品過(guò)量的原因：確保二氧化碳完全反應(yīng)，得到純凈的氧氣；
③由溫度計(jì)顯示此反應(yīng)放出熱量，說(shuō)明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，同時(shí)還可以觀察到淡黃色的固體粉末逐漸變?yōu)榘咨�的現(xiàn)象．
（3）a．仔細(xì)觀察上表數(shù)據(jù)即可判斷20gNa₂O₂與20mL水完全反應(yīng)的時(shí)間是240秒；b．根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出生成的氧氣的質(zhì)量是85g-81.8g=3.2g，再根據(jù)Na₂O₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．計(jì)算此樣品中Na₂O₂的純度為：78%．
（4）Na₂O₂露置在空氣中容易發(fā)生變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．簡(jiǎn)述用實(shí)驗(yàn)方法檢驗(yàn)其變質(zhì)的過(guò)程：取樣品少許于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生氣體，通入石灰水，石灰石變渾濁，說(shuō)明已變質(zhì)．
故答案為：
（1）常溫下進(jìn)行，節(jié)約能源、消耗人呼出的二氧化碳；
（2）①推動(dòng)A注射器的活塞，則B中活塞向右移動(dòng)則氣密性良好；②確保二氧化碳完全反應(yīng)，得到純凈的氧氣；③放熱，淡黃色變?yōu)榘咨��?BR>（3）240，78%；
（4）取樣品少許于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生氣體，通入石灰水，石灰石變渾濁，說(shuō)明已變質(zhì)．

點(diǎn)評(píng)：此題探究過(guò)氧化鈉固體在常溫下與二氧化碳反應(yīng)原理、現(xiàn)象、用途等知識(shí)點(diǎn)，涉及知識(shí)面很廣，探究問(wèn)題較多，是鍛煉學(xué)生能力的一道不可多得的好題．