Question

【題目】在呼吸面具和潛水艇中可用過(guò)氧化鈉作為供氧劑。請(qǐng)選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品、用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑。

(1)A是制取CO2的裝置。寫出A中發(fā)生反應(yīng)的方程式______________。

(2)填寫表中空格：

儀器	加入試劑	加入該試劑的目的
B	飽和NaHCO3溶液	_________
C	_________	_________
D	_________	_________

(3)寫出過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________。

(4)某課外小組為了驗(yàn)證Na2CO3和NaHCO3的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為在試管B中應(yīng)放的物質(zhì)是_______，C、D兩個(gè)燒杯中的溶液分別是______、_______，Na2CO3粉末中混有少量NaHCO3，除去雜質(zhì)的方法(寫方程式)________。

Answer 1

【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 除去CO2氣體中的HCl Na2O2 產(chǎn)生氧氣 NaOH溶液 吸收未反應(yīng)的CO2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 NaHCO3 澄清的石灰水 澄清的石灰水 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

【解析】

由實(shí)驗(yàn)裝置可知，本實(shí)驗(yàn)首先在A中由CaCO3和鹽酸反應(yīng)生成CO2，產(chǎn)生氣體通過(guò)B裝置的飽和NaHCO3溶液，除去CO2氣體中混入的HCl，然后在裝置C中過(guò)氧化鈉與CO2和水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生O2，通過(guò)裝置D中的氫氧化鈉溶液吸收剩余二氧化碳，最后用排水法收集O2；

(4)碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定，可選擇間接加熱方法來(lái)比較二者的穩(wěn)定性，根據(jù)產(chǎn)生的CO2能夠是澄清石灰水變渾濁判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性，同時(shí)利用碳酸氫鈉的不穩(wěn)定性除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉雜質(zhì)。

(1)A是制取CO2的裝置，利用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

(2)B裝置中盛有體通過(guò)飽和NaHCO3溶液，作用是除去CO2氣體中混入的HCl，反應(yīng)的離子方程式為：H++HCO3-=H2O+CO2↑；

裝置C中盛有Na2O2，能夠與CO2及H2O蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣；

裝置D中盛放的是NaOH溶液，其作用是吸收未反應(yīng)的CO2，反應(yīng)的離子方程式為2OH-+CO2=CO32-+H2O；

(3)過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；

(4)Na2CO3穩(wěn)定，受熱不分解，而NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，由于玻璃不容易導(dǎo)熱，所以要比較Na2CO3和NaHCO3的穩(wěn)定性，應(yīng)該在試管B中放的物質(zhì)是NaHCO3，C、D兩個(gè)燒杯中的溶液都是澄清的石灰水，NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，將CO2通入到澄清的石灰水中，發(fā)生反應(yīng)：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，看到D中石灰水變渾濁，而C中石灰水不變渾濁，從而證明Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定；

將固體混合物加熱，并把導(dǎo)氣管通入到盛有足量的澄清石灰水中，至石灰水不再變渾濁，停止加熱，就得到純凈的Na2CO3，反應(yīng)方程式為：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。