Question

Ⅰ.探究学习小组在实验室中用下图所示装置制取 CO₂ 并探究 CO₂与过氧化钠(Na₂O₂)的反应。

【查阅资料】过氧化钠(Na₂O₂)是一种淡黄色固体，能与 CO₂、H₂O发生反应：

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

请回答下列问题：

（1）装置 A 中发生反应的化学方程式为________，

利用装置 A 制取 CO₂ 的优点是___________________；

（2）装置B的作用是吸收CO₂中混有的HCl，发生反应的化学方程式 为_______；

（3）装置D的作用是_____________________；

（4）装置E中该气体还可用下图装置中__________（填字母序号）收集。

（5）为探究反应后装置 C 硬质玻璃管中固体的成分，该小组同学进行了如图实验：

根据判断，反应后装置C硬质玻璃管中固体为 ____________________。

Ⅱ.冬季取暖人们常用到暖宝宝（如图），其热量来源于铁的缓慢氧化。化学小组的同学突发奇想，想利用暖宝宝测定空气中氧气的含量。

【查阅资料】

（1）暖宝宝的主要成分铁粉、木炭、食盐。

（2）暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，反应的化学方程式为______。

【设计实验】化学小组的同学设计了如图1所示装置。

【实验步骤】①检查装置气密性

②向250mL集气瓶中加入20mL水

③读取温度计示数为18^oC，撕掉暖宝宝上的贴纸，塞紧橡胶塞。

④观察温度计示数的变化

⑤待温度计示数为18^oC时，打开止水夹。

请回答下列问题：

（1）检查装置气密性的方法是______________________；

（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是____________________；

（3）实验结果如图2所示，根据图示数据计算得出氧气的体积分数约为_____________。

【实验反思】你认为小组同学实验产生误差的可能原因有_____________（写出一条即可）。你证明这确实是造成误差原因的方案是________________。

Answer

CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O+CO2↑ 便于控制反应的发生和停止 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 除去二氧化碳气体 a d 氢氧化钠和碳酸钠 4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3 把导管的一端放入水中，用手握紧试管，观察水中导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置不漏气 反应物 19.1% （数据接近即可） 暖贴内铁粉的量不够，O2没有完全被消耗（合理答案即可） 取两片暖贴重复上述实验

【解析】Ⅰ. （1）根据反应物、生成物、反应原理分析；根据装置A可以通过压强的作用使固体和液体分离分析；

（2）根据反应物、生成物、反应原理分析；

（3）根据氢氧化钠的性质分析；

（4）根据过氧化钠和二氧化碳、水反应会生成氧气、氢氧化钠可以将二氧化碳除去分析；

（5）根据过氧化钠和水反应会生成氧气，碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀，碳酸钙和盐酸反应会生成二氧化碳气体，氢氧化钠溶液显碱性分析；

Ⅱ. 【查阅资料】

（2）根据反应原理写出反应的化学方程式；

请回答下列问题：（1）根据检查装置气密性的方法分析；

（2）根据集气瓶内水的作用是为铁生锈提供水分解答；

（3）根据氧气约占空气体积的比例分析；

【解析】
Ⅰ. （1），由反应原理可知，反应物是CaCO3和HCl，故装置 A 中发生反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O+CO2↑；由图中可知，当夹紧弹簧夹时，生成二氧化碳气体，压强增大，将稀盐酸压到多孔塑料隔板以下，稀盐酸与碳酸钙分开，反应停止。当松开弹簧夹时，稀盐酸与碳酸钙接触，反应发生。故利用装置 A 制取 CO2 的优点是：便于控制反应的发生和停止 ；

（2）利用饱和碳酸氢钠溶液吸收二氧化碳中混有的 HCl，发生反应的化学方程式为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；

（3）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故装置D的作用是除去二氧化碳气体；

（4）过氧化钠和二氧化碳、水反应会生成氧气、氢氧化钠可以将二氧化碳除去，所以装置E中收集到的气体是氧气，氧气密度比空气大，不易溶于水，所以可用a d收集；

（5）根据过氧化钠和水反应会生成氧气，碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀，碳酸钙和盐酸反应会生成二氧化碳气体，氢氧化钠溶液显碱性。固体加水没有气泡，所以不含过氧化钠，加入氯化钙生成白色沉淀，白色沉淀加入盐酸，生成气体，所以含碳酸钠，反应后溶液的pH值是12，所以含有氢氧化钠。故装置C硬质玻璃管中固体为：氢氧化钠和碳酸钠；

Ⅱ. 【查阅资料】

（2）铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，反应为：4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3；

请回答下列问题：（1）检查装置气密性的方法是：连接好装置，把导管的一端放入水中，用手握紧试管，观察水中导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置不漏气；

（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是：反应物；

（3）实验结果如图2所示，进入水的体积约为100mL-55mL=45mL，根据图示数据计算得出氧气的体积分数约为 =19.1%。

【实验反思】小组同学实验产生误差的可能原因有：暖贴内铁粉的量不够，O2没有完全被消耗（合理答案即可）；

你证明这确实是造成误差原因的方案是：取两片暖贴重复上述实验。