Question

我们知道氧气是人体生命所必需的，在一般情况下，人可以呼吸空气中的氧气，但在特殊情况下，如在核潜艇里工作的人员，如何获得氧气呢？研究表明用“金属过氧化物处理系统”使氧“再生”具有良好的实际应用价值．

已知：淡黄色的过氧化钠固体在常温下即能与二氧化碳反应生成氧气反应方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
（1）你认为用这种方法制氧气的优点是    ．
（2）小明欲探究过氧化钠吸收和释放的气体之间体积关系以及反应的热效应，设计实验如图1，请回答下列相关问题：
①检查装置气密性．
②向U形管内盛装过量的Na₂O₂药品，注射器中为二氧化碳气体，连接好装置．
③缓缓推动注射器A活塞，片刻，可以观察到温度计液柱明显上升，说明反应放热，同时还可以观察到固体粉末发生变化的现象是    ；
④小明查阅资料得知：相同的条件下，相同体积的气体具有相等的分子数，则待A注射器中二氧化碳气体反应完全后，装置恢复至常温，B注射器中活塞应停留在    mL处．（不考虑实验带来的误差）
（3）Na₂O₂露置在空气中容易发生变质，如何检验已经变质？简述方法、现象和结论．    ．
变质的程度如何呢？部分同学对“已部分变质的Na₂O₂（含Na₂CO₃）的纯度测定”设计了实验，已知Na₂O₂与稀硫酸不反应，碱石灰能吸收CO₂和H₂O，步骤如下：
①按图2连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为w₁g；
③准确称得mg样品放入容器b中；
④打开a，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为w₂g；
⑥根据D装置质量差进行计算．
试回答：
（i）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定的Na₂O₂的纯度   
（填“偏大”或“偏小”）．
（ii）鼓入空气的目的是    ，装置A中试剂X应选用    ；
（iii）E装置的作用是    ．

Answer

（1）从反应条件，反应物和生成物等方面分析反应的优点；
（2）③根据过氧化钠的性质可以知道，过氧化钠反应后的产物为碳酸钠，所以能够观察到淡黄色的固体粉末逐渐变为白色，可以据此解答；
④根据过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式来比较二氧化碳和氧气的分子个数比，然后据此解答；
（3）根据Na2O2露置在空气中能与二氧化碳反应生成碳酸钠发生变质，设计实验，验证Na2O2是否变质只要验证是否产生碳酸钠即可；
i、④产生了气体而⑤的目的是吸收气体，所以若④⑤两步的实验操作太快，生成的二氧化碳不会被碱石灰完全吸收，测出的碳酸钠质量比实际质量少，可以据此分析；
ii、鼓入空气的目的是将装置中残留的二氧化碳鼓出，使反应充分，为了吸收掉空气中二氧化碳，装置A中试剂X应选用NaOH溶液，可以据此解答；
iii、E装置的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置，影响实验结果，可以据此解答该题．
【解析】
（1）分析题给的信息可以知道，在核潜艇里工作的人员利用淡黄色的过氧化钠固体在常温下即能与二氧化碳反应生成氧气，用这种方法制氧气的优点是：反应条件低、方便携带、产物无污染、产生氧气同时还吸收了二氧化碳；
（2）③根据过氧化钠的性质可以知道，过氧化钠反应后的产物为碳酸钠，所以能够观察到淡黄色的固体粉末逐渐变为白色．
④因为相同的条件下，相同体积的气体具有相等的分子数，根据2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2看出二氧化碳的氧气的体积比是2：1，则待A注射器中二氧化碳气体反应完全后，装置恢复至常温，B注射器中活塞应停留在50mL处．
（3）Na2O2露置在空气中容易发生变质，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2．所以要验证Na2O2是否变质，只要验证是否产生碳酸钠即可，所以其用实验方法检验其变质的过程为：取样品少许于试管中，加入稀盐酸，若产生气体，通入石灰水，石灰石变浑浊，说明已变质．
i、若④⑤两步的实验操作太快，生成的二氧化碳不会被碱石灰完全吸收，测出的碳酸钠质量比实际质量少，则会导致测定的Na2O2的纯度偏大．
ii、鼓入空气的目的是将装置中残留的二氧化碳鼓出，使反应充分，为了吸收掉空气中二氧化碳，装置A中试剂X应选用NaOH溶液；
iii、E装置的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置，影响实验结果；
故答案为：（1）反应条件低、方便携带、产物无污染、产生氧气同时还吸收了二氧化碳；
（2）③淡黄色的粉末逐渐变为白色粉末；
④50mL；
（3）取少量固体样品滴加稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水若出现浑浊说明已变质；
i、偏大；
ii、将装置中残留的二氧化碳鼓出，使反应充分；NaOH溶液；
iii、防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置．