Question

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

二、【提出問(wèn)題】：
超氧化鉀與二氧化碳反應(yīng)除了生成氧氣以外，還生成什么？
三、【猜想與假設(shè)】：
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，超氧化鉀與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物是氧氣和化合物X，X中一定含

鉀、碳

元素，可能含

氧

元素．
四、【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】：
（1）寫出儀器a的名稱：

錐形瓶

；
（2）興趣小組同學(xué)設(shè)法排盡A中的原有空氣后，依次連接裝置A、B、C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（儀器b為U型管，裝有超氧化鉀）．裝置A的作用是

獲得二氧化碳

；裝置C的作用是收集生成的氧氣，氣體應(yīng)從

c

（填“c”、“d”）端通人；檢驗(yàn)氧氣的方法是

將帶火星的木條放在瓶中，

看木條是否復(fù)燃

；
（3）為驗(yàn)證猜想，同學(xué)們?nèi)》磻?yīng)后裝置B中的固體樣品與稀鹽酸反應(yīng)，并將生成的氣體通入澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾．由此可知，化合物X的化學(xué)式是

K₂C0₃

．
五、【反思交流】：
（1）經(jīng)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)后裝置B中有氫氧化鉀存在．同學(xué)們反思后，覺(jué)得裝置氣密性以及操作均沒(méi)有問(wèn)題，于是有人建議在A、B兩裝置之間再加一個(gè)與裝置B相同的裝置D，裝置D中盛有的物質(zhì)是

無(wú)水氯化鈣

，這樣做的理由是：

防止水蒸氣與超氧化鉀接觸

．
（2）利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為確保進(jìn)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(gè)洗氣瓶，瓶中應(yīng)盛放的試劑是

飽和澄清石灰水

．

Answer 1

分析：1．運(yùn)用質(zhì)量守恒定律解答【猜想與假設(shè)】．
 2．用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，藥品狀態(tài)為液體和固體，無(wú)反應(yīng)條件，所以采用的是液固常溫型氣體發(fā)生裝置，解答【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（1）（2）的第一個(gè)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(yàn)氧氣的存在采用帶火星的木條，從而解答【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】，（2）剩余的空，推斷化學(xué)反應(yīng)中生成的物質(zhì)的化學(xué)式，要依據(jù)質(zhì)量守恒定律和碳酸鹽的特性，解答【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（3）題．
 3．A中用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，產(chǎn)生的二氧化碳中含有水蒸氣，故可在AB之間加一個(gè)干燥裝置，從而解答【反思交流】中的（1）；通過(guò)干燥裝置后的氧氣中還可能含有二氧化碳，據(jù)此解答第（2）題

解答：解：三、【猜想與假設(shè)】：根據(jù)質(zhì)量守恒定律元素種類反應(yīng)前后不改變，故【猜想與假設(shè)】答案：鉀、碳；氧
四、【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】：（1）固體石灰石和液體鹽酸在常溫下就可以反應(yīng)生成二氧化碳，故采用的是液固常溫反應(yīng)型氣體發(fā)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(yàn)氧氣的存在采用帶火星的木條故（2）答案：獲得二氧化碳；  c．
（3） 碳酸鹽的特點(diǎn)是可以與酸反應(yīng)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(chǎn)生的二氧化碳中含有水蒸氣，故可在AB之間加一個(gè)干燥裝置．故（1）答案：無(wú)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．故（2）答案：飽和澄清石灰水．

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，是推測(cè)化學(xué)反應(yīng)中生成物質(zhì)化學(xué)式的重要依據(jù)，另外還要熟知酸堿鹽物質(zhì)中所含的元素種類，明確碳酸鹽的檢驗(yàn)方法和二氧化碳的性質(zhì)．