Question

1．新年聯(lián)歡晚會(huì)上，老師給同學(xué)們表演了一個(gè)魔術(shù)：大燒杯中盛有一只燃著的蠟燭和一團(tuán)包有過(guò)氧化鈉（Na₂O₂）的棉花，將一瓶二氧化碳倒入燒杯中，蠟燭慢慢的熄滅，然后棉花突然劇烈的燃燒起來(lái)．這出乎意料的現(xiàn)象引起了同學(xué)們的極大興趣，請(qǐng)你參與同學(xué)們的討論和探究．
蠟燭熄滅的原因是與氧氣隔絕．
【提出問(wèn)題】棉花為什么會(huì)燃燒？
【提出猜想】
（1）可能是蠟燭燃燒引燃了棉花．
（2）可能是二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成了氧氣．
（3）可能是過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
①	按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)	無(wú)現(xiàn)象	猜想（1）成立（填“成立”或“不成立”）
②	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量的過(guò)氧化鈉粉末，充分振蕩，并將帶火星的木條伸入集氣瓶中	帶火星的木條復(fù)燃	二氧化碳與過(guò)氧化 鈉反應(yīng)生成了氧氣 猜想（2）成立
③	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量二氧化碳，用手觸摸瓶壁	瓶壁溫度升高	猜想（3）成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）CO₂ 與Na₂O₂反應(yīng)生成了氧氣與一種化合物，化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（2）通常CO₂可作滅火劑，但有些物質(zhì)（如Na₂O₂）著火，不能用CO₂熄滅．

Answer 1

分析 根據(jù)燃燒的三個(gè)條件：①可燃物、②與氧氣接觸、③溫度達(dá)到著火點(diǎn)．及滅火的原理，可以推斷出蠟燭熄滅的原因是因?yàn)镃O₂的倒入，隔絕了氧氣的緣故．棉花的燃燒也需要這三個(gè)條件，因?yàn)槊藁ū旧硎强扇嘉�，所以棉花的燃燒還需要另兩個(gè)條件．那么到底是哪個(gè)條件使棉花燃燒的呢？我們可以通過(guò)如下實(shí)猜想：①②兩個(gè)猜想都沒(méi)有涉及到溫度的問(wèn)題，所以猜想③必然與溫度有關(guān)．
③可能是過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花（滿足溫度的需要）
該如何設(shè)計(jì)這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?br />①的探究只是認(rèn)為是蠟燭點(diǎn)燃了棉花，與反應(yīng)是否放熱和是否生成氧氣無(wú)關(guān)．那么我們只需要做如甲圖所示的實(shí)驗(yàn)，把棉花放置相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間后，看其是否燃燒．
②的猜想，向裝滿CO₂的集氣瓶中撒入足量的過(guò)氧化鈉粉末，充分震蕩，并檢驗(yàn)是否產(chǎn)生氧氣．
③解決這個(gè)猜想，可以做如甲圖所示實(shí)驗(yàn)，只需拿掉蠟燭就可以了，看還能不能燃燒．如果能燃燒，說(shuō)明是反應(yīng)放熱使棉花燃燒的．

解答 解：（1）蠟燭熄滅的根本原因是燒杯中倒入二氧化碳后，與氧氣隔絕；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
從過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)考慮：可能是過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
猜想①中探究的是：可能是蠟燭燃燒引燃了棉花．所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃蠟燭，放置足夠長(zhǎng)（比魔術(shù)所用時(shí)間更長(zhǎng)）時(shí)間．時(shí)間足夠長(zhǎng)，是為了保證達(dá)到蠟燭所能加熱的最高溫度．可以想象的出，棉花是不會(huì)燃燒的，因?yàn)橄灎T加熱的溫度是達(dá)不到棉花燃燒的著火點(diǎn)的．
猜想②向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量的過(guò)氧化鈉粉末，充分振蕩，并將帶火星的木條伸入集氣瓶中，帶火星的木條復(fù)燃．可知二氧化碳與過(guò)氧化
鈉反應(yīng)生成了氧氣．
猜想③拿掉蠟燭，看還能不能燃燒．或者向盛滿二氧化碳的集氣瓶中撒入適量過(guò)氧化鈉，用手觸摸瓶壁，發(fā)現(xiàn)瓶壁溫度升高，說(shuō)明反應(yīng)放熱，故猜想③成立．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
故答案為：（1）與氧氣隔絕．
③可能是過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)放出熱量，引燃了棉花．
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
①	按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)	無(wú)現(xiàn)象	猜想（1）成立 （填“成立”或“不成立”）
②		帶火星的木條復(fù)燃	二氧化碳與過(guò)氧化 鈉反應(yīng)生成了氧氣 猜想（2）成立
③	向盛滿二氧化碳的集氣瓶中加入適量過(guò)氧化鈉，用手觸摸瓶壁	瓶壁溫度升高	猜想（3）成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

點(diǎn)評(píng) 本題的探究采用控制變量法．在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種方法運(yùn)用的很多，所以我們要熟練使用該方法．本題看似只是考查了燃燒的條件，實(shí)際上還考查了二氧化碳的性質(zhì)，如不支持燃燒、本身不可燃、密度比空氣大．也考查了氧氣的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法．