30、過氧化鈉(Na
2O
2)是一種淡黃色固體.在一次科技活動中,某化學興趣小組的同學將包有Na
2O
2固體的棉花放入了如圖1的實驗中,發(fā)現(xiàn)了高低不同的兩根蠟燭,下面的蠟燭先熄滅,上面的蠟燭后熄滅;同時也驚奇地發(fā)現(xiàn)棉花燃燒了起來.
(1)實驗過程中“下面的蠟燭先熄滅,上面的蠟燭后熄滅”的現(xiàn)象說明二氧化碳具有
密度比空氣的大
、
不支持燃燒
的性質(zhì).
(2)棉花為什么會燃燒呢?小組同學認為棉花要燃燒,除了滿足“棉花是可燃物”這一條件,還另需滿足a:
棉花充分與氧氣接觸
、b:
溫度必須達到棉花的著火點
兩個條件.
[提出問題]:在上述實驗中是如何給棉花提供a和b這兩個燃燒條件的呢?
[查閱資料]:(1)在常溫下Na
2O
2能和CO
2發(fā)生化學反應(yīng).
(2)在常溫下Na
2O
2能和水發(fā)生反應(yīng):2Na
2O
2+2H
2O═4NaOH+O
2↑
(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Na
2O
2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無水硫酸銅沒有變藍色;②帶火星的小木條復(fù)燃;
③飽和的澄清石灰水變渾濁.
[實驗分析]:①檢查整套裝置的氣密性的方法:
先在U型管內(nèi)裝入水,使U型管左右液面保持相平,然后向下推針筒活塞,若U型管左邊液面下降,右邊液面上升,并穩(wěn)定一段時間則
說明氣密性良好
.
②C裝置無水硫酸銅的作用是
證明CO2中的水蒸氣確實已被除去
.
③D裝置的燒杯內(nèi)飽和的澄清石灰水的作用是
析出氫氧化鈣固體,說明Na2O2和CO2反應(yīng)放出熱量
.
[得出結(jié)論]:(1)①“小木條復(fù)燃”說明Na
2O
2和CO
2反應(yīng)產(chǎn)生的一種氣體,使圖1中的棉花滿足了燃燒的一個條件;②
③飽和的澄清石灰水變渾濁
(填裝置出現(xiàn)的現(xiàn)象)說明Na
2O
2和CO
2反應(yīng)使圖1中的棉花滿足了燃燒的另一個條件.
(2) Na
2O
2和CO
2反應(yīng)除生成一種氣體外,還生成了一種固體,甲認為生成的固體是NaOH,乙認為是Na
2CO
3,同學們經(jīng)過思考后認為甲同學的猜想是錯誤的,理由是:
沒有水參與反應(yīng)
.
(3)Na
2O
2和CO
2反應(yīng)的化學方程式是
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑
.
[拓展提高]:現(xiàn)有一包保存不當?shù)倪^氧化鈉粉末,已證明其已完全變質(zhì).為探究其成分,有同學設(shè)計了以下定性和定量兩種實驗方案,請你幫助完成下列實驗報告.
一、定性方案:
二、定量方案:
稱取39.8g樣品于一只質(zhì)量為45g的錐形瓶中,一次性加入20mL蒸餾水后將錐形瓶放置在電子天平上,逐滴滴加溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為9.8%的稀硫酸,觀察顯示數(shù)字的變化,并繪制出混合溶液的質(zhì)量與所滴入稀硫酸溶液的質(zhì)量關(guān)系曲線(如圖);請你根據(jù)曲線計算出粉末中各成分的質(zhì)量.