Question

(11分)過氧化鈉(Na₂O₂)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Na₂O₂固體的棉花放入了如右圖1的實驗中，發現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；同時也驚奇地發現棉花燃燒了起來。

(1)實驗過程中“下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅”的現象說明二氧化碳具有               、               的性質。

(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:                          、b：                             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Na₂O₂和CO₂能發生化學反應。

2．無水硫酸銅為白色固體，吸水后變為藍色。

【設計實驗】：經過討論后，小組同學設計了如下圖2的實驗進行探究。

【實驗步驟】：①檢查整套裝置的氣密性；②把相關的試劑放入對應的儀器內(D裝置的U型管內放有足量的Na₂O₂固體，燒杯內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；④一段時間后，在P處放置一根帶火星的小木條，觀察現象。

注：整個實驗中不考慮稀鹽酸的揮發和空氣對實驗的影響， B裝置可除去二氧化碳氣體中混有的水蒸氣。

【實驗現象】：①無水硫酸銅沒有變藍色；②帶火星的小木條復燃；③飽和的澄清石灰水變渾濁。

【實驗分析】：D裝置的燒杯內澄清石灰水變渾濁的原因是                         。

【得出結論】：①“小木條復燃”說明Na₂O₂和CO₂反應產生的一種氣體，使圖1中的棉花滿足了燃燒的一個條件；②“飽和的澄清石灰水變渾濁”說明Na₂O₂和CO₂反應________(填“吸收”或“放出”)熱量，使圖1中的棉花滿足了燃燒的另一個條件。

【拓展提高】: ①Na₂O₂和CO₂反應除生成一種氣體外，還生成了一種固體，小明認為生成的固體是NaOH,小紅認為是Na₂CO₃,同學們經過思考后認為　　 　　同學的猜想是錯誤的，理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　         　　。

②Na₂O₂和CO₂反應的化學方程式是    　　                                     。

 

Answer 1

【答案】

(1)CO₂密度比空氣大、CO₂不能燃燒也不支持燃燒的性質。

(2) a:   與氧氣接觸、  b： 溫度達到著火點

【實驗分析】：Na₂O₂和CO₂反應放出熱量，使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減小，析出氫氧化鈣固體。(2分)

【得出結論】：放出

【拓展提高】: ①小明，反應前后元素種類不變，反應物中沒有氫元素所以不能生成NaOH。

②2Na₂O₂＋2CO₂=2Na₂CO₃+O₂   (2分)

【解析】

試題分析：1、從現象上看，二氧化碳的可以向液體一樣從一個容器倒入另一容器，使底部蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，說明二氧化碳的密度比空氣大；不能燃燒；也不能支持燃燒。

2、棉花是可燃物，要燃燒還要滿足兩個條件，即：與氧氣接觸；溫度達到著火點。

【實驗分析】：氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，題中因為有Na₂O₂和CO₂反應放出熱量，使石灰水溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減小，析出氫氧化鈣固體，才看到D裝置的燒杯內澄清石灰水變渾濁。

【拓展提高】: ①題中小明的猜想是錯誤的，因為在化學反應前后元素種類不變，反應物中沒有氫元素所以不能生成NaOH。②由題意可推知，Na₂O₂和CO₂反應生成Na₂CO₃ 和 O₂ ，所以，Na₂O₂和CO₂反應的化學方程式是2Na₂O₂＋2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ 。

考點：二氧化碳的性質；影響固體溶解度的因素；物質發生化學變化時的能量變化；質量守恒定律；書寫化學方程式；燃燒的條件。

點評：本題考查了很多知識點，涉及二氧化碳的性質、燃燒的條件、固體物質溶解度的影響因素和質量守恒定律等，難度較大。