Question

載人航天工程有許多問題需要解決，艙內氣體凈化就是其中之一．某化學興趣小組準備探究二氧化碳轉化成氧氣的方法．
一、【查閱資料】：超氧化鉀固體（化學式KO₂）可作氧氣源，用于呼吸面罩，供水下、礦井、高山、高空作業時使用．利用它能與二氧化碳反應放出氧氣的原理，可作為密閉系統（如潛艇、宇宙太空艙等）的氧氣再生劑．

二、【提出問題】：
超氧化鉀與二氧化碳反應除了生成氧氣以外，還生成什么？
三、【猜想與假設】：
根據質量守恒定律，超氧化鉀與二氧化碳反應的產物是氧氣和化合物X，X中一定含______元素，可能含______元素．
四、【實驗驗證】：
（1）寫出儀器a的名稱：______；
（2）興趣小組同學設法排盡A中的原有空氣后，依次連接裝置A、B、C進行實驗（儀器b為U型管，裝有超氧化鉀）．裝置A的作用是______；裝置C的作用是收集生成的氧氣，氣體應從______（填“c”、“d”）端通人；檢驗氧氣的方法是______；
（3）為驗證猜想，同學們取反應后裝置B中的固體樣品與稀鹽酸反應，并將生成的氣體通入澄清石灰水，發現澄清石灰水變渾．由此可知，化合物X的化學式是______．
五、【反思交流】：
（1）經測定，實驗后裝置B中有氫氧化鉀存在．同學們反思后，覺得裝置氣密性以及操作均沒有問題，于是有人建議在A、B兩裝置之間再加一個與裝置B相同的裝置D，裝置D中盛有的物質是______，這樣做的理由是：______．
（2）利用改進后的裝置進行實驗，為確保進入裝置C的氣體為較純凈的氧氣，在裝置B和裝置C之間還需增加一個洗氣瓶，瓶中應盛放的試劑是______．

Answer 1

解：三、【猜想與假設】：根據質量守恒定律元素種類反應前后不改變，故【猜想與假設】答案：鉀、碳；氧
四、【實驗驗證】：（1）固體石灰石和液體鹽酸在常溫下就可以反應生成二氧化碳，故采用的是液固常溫反應型氣體發生裝置，A是制取二氧化碳的裝置，故（1）答案：錐形瓶
（2）氧氣不易溶于水，氧氣具有助燃性，所以檢驗氧氣的存在采用帶火星的木條故（2）答案：獲得二氧化碳； c．將帶火星的木條放在瓶中，看木條是否復燃
（3）碳酸鹽的特點是可以與酸反應生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，故（3）答案：K₂C0₃．
五、【反思交流】（1）A中用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，產生的二氧化碳中含有水蒸氣，故可在AB之間加一個干燥裝置．故（1）答案：無水氯化鈣；防止水蒸氣與超氧化鉀接觸．
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁并吸收少量的二氧化碳，但是吸收二氧化碳常用溶解度較大的氫氧化鈉溶液．故（2）答案：氫氧化鈉溶液．
分析：1．運用質量守恒定律解答【猜想與假設】．
2．用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，藥品狀態為液體和固體，無反應條件，所以采用的是液固常溫型氣體發生裝置，解答【實驗驗證】（1）（2）的第一個空；收集氣體采用的方法，是由氣體的密度和溶解性決定的，氧氣不易溶于水，氧氣具有助燃性，所以檢驗氧氣的存在采用帶火星的木條，從而解答【實驗驗證】，（2）剩余的空，推斷化學反應中生成的物質的化學式，要依據質量守恒定律和碳酸鹽的特性，解答【實驗驗證】（3）題．
3．A中用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，產生的二氧化碳中含有水蒸氣，故可在AB之間加一個干燥裝置，從而解答【反思交流】中的（1）；通過干燥裝置后的氧氣中還可能含有二氧化碳，據此解答第（2）題
點評：根據質量守恒定律，化學反應前后元素種類不變，是推測化學反應中生成物質化學式的重要依據，另外還要熟知酸堿鹽物質中所含的元素種類，明確碳酸鹽的檢驗方法和二氧化碳的性質．