Question

小强同学在化学氧自救器的说明书中看到“人呼出气体中的二氧化碳与自救器药罐中的生氧剂（超氧化钾KO₂）接触能产生氧气后，对自救器内发生的化学反应原理产生了探究欲望．在老师指导下，小强与同学们展开了以下实验探究活动，请你参与．
活动：探究二氧化碳与超氧化钾反应除生成氧气外，还能生成什么物质？
[老师提示]二氧化碳与超氧化钾反应的生成物只有两种，其一是氧气，其二是一种化合物．
[作出猜想]二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物到底是哪种物质？小强作出了以下三种猜想：
a是一种酸；     b是一种碱；     c是一种碳酸盐．
通过对反应物有关的元素组成的分析，小影同学认为猜想______、______（填序号）一定是错误的，理由是______．
[进行实验]同学们通过以下实验验证小强同学的另一个猜想．

实验步骤	实验现象	实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体______	______	猜想______（填序号）是正确的，二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物是______ （填名称）．

[交流与讨论]
（1）小影认为：二氧化碳与超氧化钾反应的化学方程式是______．
（2）老师指出：人呼出的气体中含有的水分也能与超氧化钾反应生成氧气．小影简述了鉴定氧自救器药罐中生氧剂超氧化钾是否需要更换的简便的化学方法：______．
（3）小强简述了化学氧自救器能达到氧自救的化学反应原理______．

Answer

[作出猜想]
要推断二氧化碳和超氧化钾反应的产物可根据质量守恒定律进行分析判断；
[进行实验]
可根据二氧化碳和超氧化钾反应的生成物---碳酸钾的性质（碳酸钾可与酸反应生成二氧化碳）进行实验设计；
[交流与讨论]
（1）根据二氧化碳和超氧化钾反应的反应物、生成物及方程式的书写方法书写方程式；
（2）根据题中给予的信息“人呼出的气体中含有的水分也能与超氧化钾反应生成氧气”；
（3）根据以上实验探究的现象和结论进行总结．
【解析】
[作出猜想]
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变；反应前物质中含钾、碳、氧三种元素，由于反应物中无H元素，而酸和碱中都含有氢元素，所以不可能为酸和碱；[进行实验]
小强同学的另一个猜想是生成碳酸盐，而碳酸盐的特点是可以与酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，故可向样品中加入稀盐酸并将生成气体通入澄清的石灰水进行鉴定；
[交流与讨论]
（1）二氧化碳与超氧化钾反应的产物K2CO3和O2，方程式是4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2；
（2）根据题中给予的信息“人呼出的气体中含有的水分也能与超氧化钾反应生成氧气”，只要鉴定有无氧气即可，而鉴别氧气可用带火星的木条；
（3）[根据以上实验探究可知二氧化碳和超氧化钾可以反应生成氧气；
故答案为：
[作出猜想]：a；b；
化学反应前后元素的种类不变，反应物的组成中无氢元素故无酸碱生成（答案合理即可）；
[进行实验]（合理答案均可）

实验步骤 实验现象 实验结论
将二氧化碳与超氧化钾反应后的固体取样加入稀盐酸，把产生的气体通入足量的澄清石灰水中 有大量气泡产生
澄清石灰水变浑浊 猜想 ③（填序号）是正确的，二氧化碳与超氧化钾反应生成的化合物是 碳酸钾

[交流与讨论]
（1）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
（2）取待鉴定的生氧剂少量于试管中，滴加少量的水，观察是否有气泡产生，将带火星的木条伸入试管内，观察木条是否复燃，即可判断生氧剂是否需要更换；
（3）超氧化钾能吸收呼出气体中的二氧化碳，转化为能供给呼吸的氧气．