Question

神舟七號飛船是中國第三個載人航天器，是中國神舟號飛船系列之一，在北京時間2008年9月25日21時10分4秒988毫秒由長征2F火箭發射升空，標志著我國航天事業的又一里程碑．金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉
（Na₂O₂）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．為了驗證該反應中氧氣的產生，某興趣小組的同學設計了如右圖所示的實驗．

（1）A裝置中所發生反應的化學方程式為________；
檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到________現象，即可證明裝置不漏氣．
（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是________．
（3）常溫下水也能與Na₂O₂反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式．若要檢驗干燥的二氧化碳能否與過氧化鈉反應生成氧氣，以上實驗裝置應如何改進？
（4）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣在某溫度和壓強條件下體積為50L，則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少千克？（已知：在上述溫度和壓強條件下氧氣的密度為1.5g/L）

Answer 1

解：（1）書寫碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式即可，氣體發生裝置的選擇一般依據反應物的狀態和條件；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內的氣壓會不斷變大，這樣會形成一段水柱而不下降．
故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，漏斗頸中形成一段穩定的水柱（或液面不再下降）等．

（2）C是證明有無二氧化碳的裝置，只要石灰水變渾濁就有二氧化碳存在，否則沒有．
故答案為：C裝置處的澄清石灰水變渾濁；

（3）方程式可利用信息書寫；實驗需要干燥二氧化碳則需加入一個干燥裝置，在A、B或B、C之間均可
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
在A、B裝置之間和B、C裝置之間增加氣體干燥裝置（或盛有濃硫酸的洗氣瓶）等．

（4）50L氧氣的質量為：50 L×1.5g/L=75g
該潛水艇中每天消耗氧氣的質量為：4×24×75g=7200g即7.2kg
設該潛水艇中每天需要過氧化鈉的質量為x．
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑
156 32
X 7.2kg
=
x=35.1kg
答：該潛水艇中每天需要過氧化鈉35.1kg．
分析：（1）書寫碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式即可，氣體發生裝置的選擇一般依據反應物的狀態和條件；向試管中加入水如果裝置不漏氣，容器內的氣壓會不斷變大．
（2）C中的澄清石灰水可以證明有無二氧化碳存在；
（3）方程式可利用信息書寫；二氧化碳通入B裝置前要進行干燥處理；
（4）根據化學方程式的計算解決，先要對消耗的氧氣進行體積與質量的轉化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑求過氧化鈉的質量．
點評：此題是一道綜合實驗題，設計的題型較多是一道基礎知識的綜合訓練題．另外根據化學式計算，主要考查計算的方法和計算的準確性．