Question

過氧化鈉（Na₂O₂）是一種淡黃色固體．在一次科技活動中，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)將包有Na₂O₂固體的棉花放入了如圖1的實驗裝置中，當傾倒二氧化碳時，發(fā)現(xiàn)了　　現(xiàn)象；同時也驚奇地發(fā)現(xiàn)棉花團燃燒了起來．

【提出問題】棉花團為什么會燃燒起來呢？

【查閱資料】

（1）在常溫下Na₂O₂能和CO₂反應(yīng)生成一種氣體和堿性物質(zhì)．

（2）在常溫下Na₂O₂能和水發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

（3）無水硫酸銅為白色固體，吸水后變?yōu)樗{色．

【設(shè)計實驗】經(jīng)過討論后，小組同學(xué)設(shè)計了如圖2的實驗進行探究．

【實驗步驟】

①檢查整套裝置的氣密性；

②把相關(guān)的試劑放入對應(yīng)的儀器內(nèi)（D裝置的U型管內(nèi)放有足量的Na₂O₂固體，燒杯內(nèi)盛有飽和的澄清石灰水），并按圖2組裝整套實驗儀器；

③用力推動針筒的活塞，把稀鹽酸注入試管內(nèi)；

④一段時間后，在P處放置一根帶火星的小木條，觀察現(xiàn)象．

注：整個實驗中不考慮稀鹽酸的揮發(fā)和空氣對實驗的影響．

【實驗現(xiàn)象】

①無水硫酸銅　　；②帶火星的小木條復(fù)燃；③　．

【實驗分析】

（1）“小木條復(fù)燃”說明Na₂O₂和CO₂反應(yīng)生成了　　；實驗現(xiàn)象③說明該反應(yīng)放出了熱量；同時棉花團是可燃物，棉花團因為同時滿足燃燒所需的三個條件，所以燃燒起來了．

（2）請你寫出Na₂O₂和CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式　　

【拓展提高】

同學(xué)們在實驗室發(fā)現(xiàn)一瓶放置了較長時間的過氧化鈉粉末，已知發(fā)生了部分變質(zhì)，同學(xué)們?nèi)?.00g變質(zhì)粉末決定探究其中的成分及其質(zhì)量．

【提出問題】變質(zhì)的過氧化鈉粉末中有哪些成分，它們的質(zhì)量是多少？

【猜想與假設(shè)】

（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物

（2）粉末成分是　　的混合物

（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物…

【設(shè)計實施方案】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①取15g變質(zhì)粉末于一支大試管內(nèi)，加入適量的水，共收集到1.6g氣體，然后用帶火星木條檢驗生成的氣體．	固體完全溶解，有氣泡產(chǎn)生，帶火星的小木條復(fù)燃
②繼續(xù)向上述試管中加入足量的石灰水，充分反應(yīng)．	有白色沉淀生成
③將②中物質(zhì)過濾，得到濾渣，將其洗滌、干燥并稱量，得固體5g．

【解釋與結(jié)論】同學(xué)們經(jīng)過認真計算分析，確定了粉末中含有的成分及質(zhì)量

計算過程：

【反思與評價】

（1）實驗室在保存過氧化鈉時應(yīng)注意密封保存．

（2）有同學(xué)提出把第②步實驗中足量的石灰水改為足量氯化鈣溶液，至沉淀不再生成時過濾，向濾液中滴加無色酚酞試液，若液體變紅，則證明原粉末中有NaOH．你認為該方案是否合理并說明理由　　．

Answer 1

分析：

依據(jù)二氧化碳的密度比空氣大；二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)推測看到的現(xiàn)象； 【實驗現(xiàn)象】 B裝置中的濃硫酸吸收了水，則C處無水硫酸銅不變色，圖1棉花燃燒，說明了Na2O2能和CO2反應(yīng)放熱，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，據(jù)此分析實驗現(xiàn)象； 【實驗分析】 （1）氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃； （2）Na2O2能和CO2反應(yīng)生成一種氣體和堿性物質(zhì)，已知生成的氣體是氧氣，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，則另一種堿性物質(zhì)是碳酸鈉，據(jù)此書寫方程式； 【猜想與假設(shè)】 （2）據(jù)Na2O2和CO2反應(yīng)的生成物進行猜想； 【反思與評價】 （2）根據(jù)過氧化鈉與水反應(yīng)能生成氫氧化鈉，可推出結(jié)論是否正確．

解答：

解：（1）二氧化碳的密度比空氣大，二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，所以倒入二氧化碳會發(fā)現(xiàn)蠟燭自下而上依次熄滅； 【實驗現(xiàn)象】 B裝置中的濃硫酸吸收了水，所以C處無水硫酸銅不會變藍，圖1棉花燃燒，說明了Na2O2能和CO2反應(yīng)放熱使溫度達到了棉花的著火點而燃燒，圖2中，Na2O2和CO2發(fā)生反應(yīng)，放出熱量使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，所以飽和的石灰水變渾濁； 【實驗分析】 （1））“小木條復(fù)燃”說明Na2O2和CO2反應(yīng)生成了氧氣； （2）Na2O2能和CO2反應(yīng)生成一種氣體和堿性物質(zhì)，由（1）可知生成的氣體是氧氣，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，則另一種堿性物質(zhì)是碳酸鈉，方程式2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2； 【猜想與假設(shè)】 （2）Na2O2和CO2發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈉和氧氣，所以粉末還有可能是Na2O2和空氣中CO2部分反應(yīng)，是Na2O2和Na2CO3的混合物； 【反思與評價】 【反思與評價】 （2）向濾液中滴加無色酚酞試液，若液體變紅，不能證明原粉末中有NaOH，因為常溫下過氧化鈉與水也能生成NaOH，使無色酚酞試液變紅，不能說明原來是否存在； 故答案為： 蠟燭自下而上依次熄滅（合理均可）； 【實驗現(xiàn)象】沒有變藍色；飽和的澄清石灰水變渾濁； 【實驗分析】（1）氧氣（或O2）； （2）2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2； 【猜想與假設(shè)】Na2O2和Na2CO3； 【反思與評價】（2）不合理，因為常溫下Na2O2和水也能生成NaOH，使無色酚酞試液變紅，所以不能證明原粉末中有NaOH．