Question

小強同學(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K02）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，小強與同學(xué)們展開了以下兩個實驗探究活動，請你參
與．（信息：氫氧化鈉溶液與二氧化碳的反應(yīng)原理和澄清的石灰水與二氧化碳的反應(yīng)原理相似：含碳酸根的物質(zhì)與稀鹽酸的反應(yīng)原理和石灰石與稀鹽酸的反應(yīng)原理相似．）
活動1：用下圖所示的由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
（1）用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳，則a裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______．
（2）用C裝置中的氫氧化鈉溶液吸收未與超氧化鉀反應(yīng)的二氧化碳．請寫出氫氧化鈉
與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
活動Ⅱ：探究二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)除生成氧氣還生成什么其它物質(zhì)？
【老師提示】二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的生成物只有氧氣和另一種化合物．
【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)？
小強作出了以下三種猜想：
①碳酸；　�、谑菤溲趸�鉀；　　③是一種碳酸鹽．
通過對與反應(yīng)物有關(guān)的元素組成的分析，小影同學(xué)認為猜想①和②一定是錯誤的，理
由是______．
【進行試驗】同學(xué)們通過以下實驗證小強同學(xué)的另一個猜想．

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_______．	____________________	猜想③是正確的，二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________．

【交流與討論1（1）老師指出：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．據(jù)此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)方法可簡述：______．
（2）化學(xué)氧自救器能達到氧自救的目的，其化學(xué)反應(yīng)原理可簡述為______．

Answer 1

解：活動Ⅰ
（1）發(fā)生的反應(yīng)是碳酸鈣和稀鹽酸的反應(yīng)，生成了氯化鈣、二氧化碳氣體和水．
（2）氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫屬于堿和酸反應(yīng)產(chǎn)物是鹽和水；
活動Ⅱ
[作出猜想]
運用質(zhì)量守恒定律進行物質(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；
[進行實驗]
因為二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)生成了碳酸鉀，所以可以進行碳酸鹽的鑒定，可以根據(jù)碳酸鉀與鹽酸反應(yīng)放出CO₂與澄清石灰水反應(yīng)變渾濁來檢驗，也可用生成物碳酸鉀與可溶性鈣的溶液生成沉淀來確定；
[交流與討論]
（1）注意題中給予的信息“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”，只要鑒定有無氧氣即可．
（2）是本題的實驗?zāi)康淖詈蟾攀�，根�?jù)以上實驗探究可知二氧化碳和超氧化鉀可以反應(yīng)生成氧氣．
故答案為：
活動Ⅰ
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
活動Ⅱ
[作出猜想]

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，將放出的氣體 通入盛有澄清石灰水的燒杯中	有大量氣體產(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)的化學(xué)方程式為： 4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2

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)后的固體加入蒸餾水中，制成飽和溶液，再加入飽和石灰水	無色溶液中出現(xiàn)白色渾濁	猜想是正確的，二氧化碳與超氧化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2

[交流與討論]
（1）取戴鑒定的生氧劑少量于試管中，滴加少量的水，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，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
（2）超氧化鉀能吸收呼出氣體中的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為能供給呼吸的氧氣．
分析：活動Ⅰ：可根據(jù)反應(yīng)原理結(jié)合課本知識進行解答．
活動Ⅱ：[作出猜想]
二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的產(chǎn)物猜想可根據(jù)質(zhì)量守恒定律進行分析判斷．
[進行實驗]
可根據(jù)二氧化碳和超氧化鉀反應(yīng)的生成物碳酸鉀的性質(zhì)進行實驗設(shè)計．
[交流與討論]
（1）注意題中給予的信息“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”．
（2）是本題的實驗?zāi)康淖詈蟾攀�，根�?jù)以上實驗探究的現(xiàn)象和結(jié)論進行總結(jié)．
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，大膽的合理的進行推理．