Question

“神州七号”飞船的成功发射是我国航天事业的又一里程碑．“神州七号”太空舱利改变了“神舟”六号利用过氧化钠（Na₂O₂）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气的原理，而是采用NiFe₂O₄将航天员呼出的CO₂转化为O₂，而NiFe₂O₄的质量和化学性质都不变化，从而减少携带物品的质量．
（1）在该过程中NiFe₂O₄是

 

．若NiFe₂O₄中Fe的化合价为+3价，则Ni的化合价为

 

．
（2）过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂↑．为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验．

A装置中所发生反应的化学方程式为

 

；实验前，把A、B、C、D中的玻璃管相连时，都是通过胶皮管连接，为了能顺利地连接，你的方法是

 

；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到

 

现象，即可证明装置不漏气．
（3）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是

 

．
（4）用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，这是利用了氧气的哪些性质？
（5）常温下水也能与Na₂O₂反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式．若要检验干燥的二氧化碳能否与过氧化钠反应生成氧气，以上实验装置应如何改进？
（6）某潜水艇上有4人，如果每人每小时消耗的氧气在某温度和压强条件下体积为50L，则该潜水艇中每天需要过氧化钠多少千克？（已知：在上述温度和压强条件下氧气的密度为1.5g/L）

Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用,实验探究物质的组成成分以及含量,检查装置的气密性,常见气体的检验与除杂方法,氧气的检验和验满,二氧化碳的化学性质,有关元素化合价的计算,根据化学反应方程式的计算

专题：化学与新科技

分析：（1）据催化剂的概念，化合物中各元素化合价代数和为零得出．
（2）书写碳酸钙与盐酸反应的化学方程式即可；据导管的连接；向试管中加入水如果装置不漏气，容器内的气压会不断变大．
（3）C中的澄清石灰水可以证明有无二氧化碳存在；
（4）收集气体的方法是利用的气体的物理性质，验满是利用的氧气的助燃性
（5）方程式可利用信息书写；二氧化碳通入B装置前要进行干燥处理
（6）根据化学方程式的计算解决，先要对消耗的氧气进行体积与质量的转化，再利用2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂求过氧化钠的质量

解答：解：（1）反应前后NiFe₂O₄的质量和化学性质都不变化其应为催化剂；据化合物NiFe₂O₄2中各元素化合价代数和为零得出Ni的化合价为+2价
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；据导管的连接先把玻璃管的一端润湿，再旋转插入； 漏斗颈中形成一段稳定的水柱（或液面不再下降）
（3）据二氧化碳能澄清石灰水变浑浊故应填C装置处的澄清石灰水变浑浊．
（4）氧气的密度比空气大，氧气能支持燃烧．
（5）2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；在A、B装置之间增加气体干燥装置
（6）解：50L氧气的质量为：50 L×1.5g/L=75g
该潜水艇中每天消耗氧气的质量为：4×24×75g=7200g即7.2kg（1分）
设该潜水艇中每天需要过氧化钠的质量为x．
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑
156                     32
x                     7.2kg
156/32=x/7.2kg
x=35.1kg
答：该潜水艇中每天需要过氧化钠35.1kg．

点评：此题为综合实验题，考察了多个知识点．