Question

3．某學生課外活動小組模擬呼吸面具中的反應原理，設計用如圖所示的儀器來制取氧氣并測量氧氣的體積．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，乙管可上下移動調節(jié)液面高低．實驗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．

請回答下列問題：
（1）圖中各裝置接口連接順序是（填各接口的編號，其中連接膠管及夾持裝置均省略，）：⑤→③→④→⑥→⑦→②→①→⑧
（2）裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
（3）裝置B的作用是（用離子方程式表示）：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑
（4）為了較準確測量氧氣的體積，除了必須檢查整個裝置的氣密性之外，在讀反應前后甲管中液面的讀數(shù)求其差值的過程中，還應注意a、b、c（填字母編號）
a．視線與液體凹液面最低處相平才讀數(shù)
b．等待氣體恢復常溫才讀數(shù)
c．上下移動乙管，使甲乙兩管液面相平才讀數(shù)
（5）實驗測得收集的氧氣在標準狀況下體積為 V L，則參與反應的Na₂O₂ 的物質的量為$\frac{V}{11.2}$mol．

Answer 1

分析 題目要求利用過氧化鈉與二氧化碳（潮濕）反應制取氧氣，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．制氣原料應該采用大理石和鹽酸，此法制得的二氧化碳中會含有少量氯化氫，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．此反應屬于氣體與固體之間的反應，不易反應完全，為了除去生成的氧氣中混有未反應的二氧化碳，可以使它們通過儀器A，在測量氧氣體積時，為了使測量更為準確，要注意上下移動儀器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，同時視線應與甲管內凹液面最低處相平，以減少觀察誤差，最后根據方程式計算過氧化鈉的物質的量，據此分析解答．

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生成氧氣，然后連接②可除去未反應的二氧化碳，
最后連接⑧測量氣體的體積，所以順序為⑤③④⑥⑦②①⑧
故答案為：⑤；③；④；②；①；⑧；
（2）D中發(fā)生過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，反應的化學方程式為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含有少量氯化氫，須通過裝有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶，所以裝置B的作用是以除去這些氯化氫，反應的離子方程式為HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，故答案為：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑；
（4）為了較準確地測量氧氣的體積，除了必須檢查整個裝置的氣密性之外，在讀取反應前后甲管中液面的讀數(shù)．求其差值的過程中，
應注意：①等待氣體恢復常溫才讀數(shù)；②讀數(shù)時要調節(jié)E中甲乙的液面使其同一高度；③讀數(shù)時視線要與凹液面最低處相平，
故答案為：a、b、c．
（5）2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，
           2mol                           22.4L
              n                                VL
n=$\frac{2mol×VL}{22.4L}$=$\frac{V}{11.2}$mol，
故答案為：$\frac{V}{11.2}$．

點評 本題考查過氧化鈉與二氧化碳的反應，并考查氣體的制備、除雜、量氣等知識，題目難度中等，本題注意把握實驗原理和操作方法，注重基礎知識的積累．