Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在化學(xué)氧自救器的說明書中看到“人呼出氣體中的二氧化碳與自救器藥罐中的生氧劑（超氧化鉀KO₂）接觸能產(chǎn)生氧氣”后，對自救器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理產(chǎn)生了探究欲望．在老師指導(dǎo)下，同學(xué)們展開了以下兩個實驗探究活動，請你參與．
（1）用如圖1所示的由A、B、C、D組合成的成套裝置和有關(guān)藥品制取并收集氧氣．用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則A中裝置可采用圖2中的

 

（填數(shù)字序號，下同）；其反應(yīng)方程式為

 

；D中裝置可采用下圖中的

 

．
（2）二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)除生成氧氣還生成什么物質(zhì)？
【老師提示】1．二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的生成物只有兩種，其一是氧氣，其二是一種化合物．
2．人呼出的氣體中含有的水分也能與超氧化鉀反應(yīng)生成氧氣．
【作出猜想】二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物到底是哪種物質(zhì)？
甲同學(xué)作出了以下三種猜想：①是一種酸；     ②是一種堿；     ③是一種碳酸鹽．
通過對反應(yīng)物有關(guān)的元素組成的分析，乙同學(xué)認(rèn)為猜想

 

（填數(shù)字序號）一定是錯誤的，理由是

 

．
【進(jìn)行實驗】同學(xué)們通過以下實驗驗證了甲同學(xué)的另一個猜想是正確的，請完成如表實驗報告．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論

（3）簡述鑒定氧自救器藥罐中生氧劑超氧化鉀是否需要更換的簡便的化學(xué)方法

 

．

Answer 1

考點：制取氣體的反應(yīng)原理的探究,常見氣體的檢驗與除雜方法,二氧化碳的實驗室制法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：本題是用實驗的方法探究超氧化鉀的性質(zhì)和變化規(guī)律；首先提出問題、做出猜想、設(shè)計實驗方案，然后進(jìn)行實驗，由實驗現(xiàn)象得出正確的結(jié)論．還涉及到碳酸根（CO₃^2-）的鑒定方法；二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的生成的物質(zhì)，應(yīng)該根據(jù)質(zhì)量守恒定律中的元素守恒來判斷，二氧化碳與超氧化鉀中沒有氫元素，因此生成物中應(yīng)該也沒有氫元素；要驗證第③種猜想正確，只要用稀鹽酸和澄清的石灰水驗證碳酸根離子的存在就可以了．氧氣的驗證方法是用帶火星的木條檢驗，觀察木條是否復(fù)燃．

解答：解：
（1）實驗室二氧化碳用石灰石與稀鹽酸制取且不需要加熱的反應(yīng)，發(fā)生裝置的選取，只能從②③選，②③的區(qū)別主要是漏斗的不同，②應(yīng)把漏斗嘴深入液面以下，否則制的氣體會從漏斗跑出；化學(xué)方程式的書寫CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；根據(jù)氧氣不易溶于水（或密度比空氣大）性質(zhì)所以可選用排水（或向上排空氣）收集；
【作出猜想】運用質(zhì)量守恒定律進(jìn)行物質(zhì)的推斷，由于反應(yīng)物中無H元素，故生成物中也一定無酸或堿，從而排出①②；
【進(jìn)行實驗】碳酸鹽的鑒定，可以根據(jù)生成物CO₂或生成物碳酸鹽來確定；
（3）要鑒定生氧劑超氧化鉀是否需要更換的簡便的化學(xué)方法是：加水看是否有氧氣冒出，通過觀察氣泡的多少，來判斷是否需要更換．故答案為：取超氧化鉀少許放入試管中，再滴入幾滴純凈水，觀察是否有氣泡冒出，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察木條是否復(fù)燃，即可判斷生氧劑是否需要更換．
故答案為：
（1）②③；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；③；
[作出猜想]①②；二氧化碳與超氧化鉀都不含氫元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，不可能生成含有氫元素的酸與堿（答案合理即可）
[進(jìn)行實驗]

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入稀鹽酸把產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中	有大量氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁	猜想③是正確的 二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是碳酸鉀

或

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)后的固體取樣加入蒸餾水，配成飽和溶液，再加入飽和氫氧化鈣溶液	無色溶液中出現(xiàn)白色渾濁	猜想③是正確的 二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)生成的化合物是碳酸鉀

（3）取超氧化鉀少許放入試管中，再滴入幾滴純凈水，觀察是否有氣泡冒出，將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察木條是否復(fù)燃，即可判斷生氧劑是否需要更換．

點評：此題綜合考察了物質(zhì)的制取與收集裝置的選取，物質(zhì)的推斷、鑒定，化學(xué)方程式的書寫、質(zhì)量守恒定律的運用等等，需要綜合掌握化學(xué)知識，大膽的合理的進(jìn)行推理．