Question

小强同学在化学氧自救器的说明书中看到“人呼出气体中的二氧化碳与自救器药罐中的生氧剂（超氧化钾KO₂）接触能产生氧气后，对自救器内发生的化学反应原理产生了探究欲望．在老师指导下，小强与同学们展开了以下两个实验探究活动，请你参与．
活动Ⅰ：用下图所示的由a、b、c、d组合成的成套装置和有关药品制取并收集氧气．

（1）用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，则a装置可采用下图中的______（填序号），有关反应的化学方程式为______．

（2）用c装置中的氢氧化钠溶液吸收未与超氧化钾反应的二氧化碳．请写出氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式______．
（3）用______法收集氧气，该收集方法是根据氧气______的性质而确定的．证明生成的气体是氧气，使用______进行检验．
活动Ⅱ：探究二氧化碳与超氧化钾反应除生成氧气还生成什么其它物质？
[老师提示]二氧化碳与超氧化钾反应的生成物只有两种，其一是氧气，其二是一种化合物．
[作出猜想]二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物到底是哪种物质？小强作出了以下三种猜想：
①是一种酸；②是一种碱；③是一种碳酸盐．
通过对反应物有关的元素组成的分析，小影同学认为猜想______、______（填序号）一定是错误的，理由是______．
[进行实验]同学们通过以下实验验证小强同学的另一个猜想．

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体______	______	猜想 （填序号）是正确的，二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物是______（填名称 ）．

[交流与讨论]（1）小影认为：二氧化碳与超氧化钾反应的化学方程式______．
（2）老师指出：人呼出的气体中含有的水分也能与超氧化钾反应生成氧气．小影简述了鉴定氧自救器药罐中生氧剂超氧化钾是否需要跟换的简便的化学方法：______．
（3）小强简述了化学氧自救器能达到氧自救的化学反应原理______．

Answer 1

【答案】分析：此题涉及了实验室制取二氧化碳的装置的选取、实验原理方程式书写；氧气的收集方法的选取方法；酸性气体与碱反应方程式的书写，碳酸根（CO₃^2-）的鉴定方法；二氧化碳与超氧化钾反应的物质推断及质量守恒定律的运用等等．
解答：解：活动Ⅰ
（1）实验室二氧化碳用石灰石与稀盐酸制取且不需要加热的反应，发生装置的选取，只能从②③选，②③的区别主要是漏斗的不同，②应把漏斗嘴深入液面以下，否则制的气体会从漏斗跑出；方程式的书写属于盐+酸═新盐+新酸的反应；
（2）氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式书写属于碱和酸反应产物是盐和水；
（3）根据氧气不易溶于水（或密度比空气大）性质所以可选用排水（或向上排空气）收集；氧气的收满的检验，根据氧气能加速燃烧的性质，可选用带火星的木条看其燃烧情况；
活动Ⅱ
[作出猜想]运用质量守恒定律进行物质的推断，由于反应物中无H元素，故生成物中也一定无酸或碱，从而排出①②；
[进行实验]碳酸盐的鉴定，可以根据生成物CO₂或生成物碳酸盐来确定；
[交流与讨论]
（1）既然二氧化碳与超氧化钾反应的产物K₂CO₃和O₂，方程式的书写就很简单了．
（2）注意题中给予的信息“人呼出的气体中含有的水分也能与超氧化钾反应生成氧气”，只要鉴定有无氧气即可．
（3）是对本题的实验问题的再一次的回应、运用．
故答案为：
活动Ⅰ
（1）③；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
（3）排水（或向上排空气）；不易溶于水（或密度比空气大）；带火星的木条
活动Ⅱ
[作出猜想]①②
二氧化碳与超氧化钾都不含氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成含有氢元素的酸与碱（答案合理即可）（2分）
[进行实验]

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体取样加入稀盐酸把产生的气体通入足量的澄清石灰水中	有大量气泡产生 澄清石灰水变浑浊	猜想③是正确的 二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物是碳酸钾

或

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体取样加入蒸馏水，配成饱和溶液，再加入饱和氢氧化钙溶液	无色溶液中出现白色浑浊	猜想③是正确的 二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物是碳酸钾

[交流与讨论]
（1）4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂
（2）取待鉴定的生氧剂少量于试管中，滴加少量的水，观察是否有气泡产生，将带火星的木条伸入试管内，观察木条是否复燃，即可判断生氧剂是否需要更换
（3）超氧化钾能吸收呼出气体中的二氧化碳，转化为能供给呼吸的氧气．
点评：此题综合考察了物质的制取与收集装置的选取，物质的推断、鉴定，化学方程式的书写、质量守恒定律的运用等等，需要综合掌握化学知识，大胆的合理的进行推理．